1. Cuerpo cubierto mayoritariamente con pelo, aunque reducido en algunos.
2. Tegumento provisto de glándulas sudoríparas, odoríferas, sebáceas y mamarias, con una capa de grasa subyacente.
3. Caracteres del esqueleto: cráneo con dos cóndilos occipitales y paladar óseo secundario; huesos turbinales en la cavidad nasal; articulación mandibular entre los huesos escamoso y dentario, oído medio con tres osículos (martillo, yunque y estribo); siete vértebras cervicales (excepto algunos edentados y el manatí); huesos pélvicos fusionados.
4. Boca con dientes difiodontos (dientes de leche, deciduos, reemplazados por un juego de dientes permanentes); dientes heterodontos en la mayoría (varían en estructura y función); un único hueso (dentario) en la mandíbula inferior.
5. Párpados móviles y oídos externo carnoso.
6. Circulación con un corazón tetracameral (dos atrios y dos ventrículos), aorta izquierda persistente y eritrocitos no nucleados y bicóncavos.
7. Sistema respiratorio pulmonar con alvéolos y laringe; paladar secundario (un paladar óseo anterior y una continuación posterior de tejido blando, el paladar falso) que separa las vías respiratorias de la alimentaria; diafragma muscular que separa las cavidades torácica y abdominal.
8. Sistema excretor de riñones metanéfricos y uréteres que normalmente comunican con una vejiga.
9. Encéfalo altamente desarrollado, especialmente la corteza cerebral: 12 pares de nervios craneales.
10. Endotérmicos y homeotérmicos.
11. Cloaca sólo en monotremas (en los marsupiales, una cloaca poco profunda).
12. Sexos separados; órganos reproductores que comprenden un pene, testículos (normalmente dentro de un escroto), ovarios, oviductos y vagina. Determinación del sexo por los machos (heterogamética).
13. Fecundación interna; los embriones se desarrollan en un útero con unión placentaria (placenta rudimentaria en los marsupiales, inexistente en los monotremas); membranas fetales (amnios, corion y alantoides).
14. Jóvenes alimentados con la leche de las glándulas mamarias.
