La clasificación superior de la clase Mammalia se basa en la consideración de una amplia gama de caracteres. Tradicionalmente, la evidencia de la anatomía comparativa era de importancia predominante, pero, más recientemente, la información de disciplinas como la fisiología, la serología (el estudio de las reacciones inmunes en los fluidos corporales) y la genética ha demostrado ser útil para considerar las relaciones. El estudio comparativo de los organismos vivos se complementa con los hallazgos de la paleontología. El estudio del registro fósil añade una dimensión histórica al conocimiento de las relaciones entre los mamíferos. En algunos casos -los caballos, por ejemplo- el registro fósil ha sido adecuado para permitir el seguimiento de los linajes con gran detalle.
Castorocauda pesaba entre 500 y 800 gramos (1.1 a 1,8 libras) y era casi tan grande como los ornitorrincos vivos, lo que lo convierte en el mayor mamífero del Jurásico conocido.
En comparación con el de otros grandes grupos de vertebrados, el registro fósil de los mamíferos es bueno. La fosilización depende de muchos factores, los más importantes son la estructura del organismo, su hábitat y las condiciones en el momento de la muerte. Los restos más comunes de los mamíferos son los dientes y los huesos asociados de la mandíbula y el cráneo. El esmalte que cubre el diente típico de los mamíferos está compuesto por barras prismáticas de apatita cristalina y es el tejido más duro del cuerpo de los mamíferos. Es muy resistente a la intemperie química y física. Debido a la abundancia de dientes en los yacimientos de mamíferos fósiles, se ha hecho hincapié en las características dentales a la hora de interpretar la filogenia y las relaciones de los mamíferos. Las características dentales son particularmente adecuadas para este importante papel en la clasificación porque reflejan la amplia radiación de las especializaciones alimentarias de los mamíferos desde el primitivo hábito depredador.
J. Knox Jones David M. Armstrong Don E. Wilson
Esta clasificación está modificada a partir de la de Malcolm C. McKenna y Susan K. Bell (1997) para clasificar las categorías superiores de los mamíferos, con contribuciones significativas de Don E. Wilson y DeeAnn M. Reeder (2005); los grupos extintos no aparecen en la lista.
- Clase Mammalia (mamíferos) Aproximadamente 5.500 especies en 29 órdenes.
- Subclase Prototheria (monotremas, mamíferos que ponen huevos) Aquí se clasifican 5 especies en 2 órdenes, pero los monotremas se han clasificado tradicionalmente juntos en un solo orden, Monotremata.
- Orden Tachyglossa (equidnas) 4 especies en 1 familia.
- Orden Platypoda (ornitorrincos) 1 especie.
- Subclase Theria (mamíferos portadores de vida)
- Metatheria (marsupiales) Más de 330 especies en 7 órdenes.
- Orden Diprotodontia (canguros, koalas, wombats, zarigüeyas y afines) Más de 140 especies en 11 familias.
- Orden Dasyuromorphia (marsupiales carnívoros) Unas 70 especies en 3 familias, sin incluir el extinto tilacino (lobo de Tasmania), único miembro de la familia Thylacinidae.
- Orden Peramelemorphia (bandicuts y bilbies) Unas 21 especies en 3 familias.
- Orden Notoryctemorphia (topos marsupiales) 2 especies en 1 familia.
- Orden Microbiotheria (monito del monte) 1 especie (Dromiciops gliroides).
- Orden Didelphimorphia (zarigüeyas) unas 90 especies en 1 familia.
- Orden Paucituberculata (musarañas, o ratas, zarigüeyas) 6 especies en 1 familia.
- Eutheria (mamíferos placentarios) Más de 5.000 especies en 20 órdenes.
- Orden Rodentia (roedores) Casi 2.300 especies en 30 familias.
- Orden Chiroptera (murciélagos) Más de 1.100 especies en 18 familias.
- Orden Soricomorpha (musarañas, topos y parientes) Unas 430 especies en 4 familias. Los topos (familia Talpidae) se clasifican a veces con los erizos en Erinaceomorpha.
- Orden Afrosoricida (topos dorados y tenrecs) Unas 50 especies en 2 familias.
- Orden Erinaceomorpha (erizos) 24 especies en 1 familia.
- Orden Primates (humanos, simios, monos, lémures y afines) Unas 375 especies en 15 familias. Los colugos se clasifican a veces como un orden separado, Dermoptera.
- Grander Ungulata (ungulados) Unas 350 especies en 7 órdenes.
- Orden Artiodactyla (ungulados con pezuñas pares) Unas 240 especies en 10 familias, incluyendo jirafas, camellos, ciervos, vacas, cerdos, ovejas, cabras y parientes.
- Orden Cetacea (ballenas, delfines y marsopas) Más de 80 especies en 11 familias.
- Orden Perissodactyla (ungulados con pezuñas impares) 17 especies en 3 familias, incluyendo caballos, rinocerontes, tapires y similares.
- Uranoterios Los siguientes tres órdenes de ungulados (Sirenia, Proboscidea y Hyracoidea) se agrupan a veces como el orden Uranoterios, ya que están más relacionados entre sí que con otros ungulados.
- Orden Hyracoidea (hírax) 4 especies en 1 familia.
- Orden Sirenia (manatíes y dugones) 5 especies en 2 familias.
- Orden Proboscidea (elefantes) 3 especies en 1 familia.
- Orden Tubulidentata (oso hormiguero) 1 especie (Orycteropus afer).
- Orden Carnivora (carnívoros) Casi 290 especies en 15 familias.
- Orden Lagomorpha (pikas y conejos) 92 especies en 3 familias.
- Magnorder Xenarthra (edentados, o xenarthranos) 31 especies en 2 órdenes.
- Orden Cingulata (armadillos) 20 especies en 1 familia.
- Orden Pilosa (osos hormigueros y perezosos) 10 especies en 4 familias.
- Orden Scandentia (musarañas arborícolas) 20 especies en 2 familias.
- Orden Macroscelidea (musarañas elefante) 15 especies en 1 familia.
- Orden Pholidota (pangolines) 8 especies en 1 familia.
- Metatheria (marsupiales) Más de 330 especies en 7 órdenes.
- Subclase Prototheria (monotremas, mamíferos que ponen huevos) Aquí se clasifican 5 especies en 2 órdenes, pero los monotremas se han clasificado tradicionalmente juntos en un solo orden, Monotremata.