У млекопитающих мышечная система дифференцирована в связи с тем, что у них разнообразные телодвижения.
Куполообразная мышца – диафрагма, отделяет грудной отдел от брюшной полости и играет важную роль в процессе вентиляции легких.
У ящеров и ежей отлично развита подкожная мускулатура, которая дает им возможность в случае опасности свернуться в клубок. С помощью этой же группы мышц двигаются вибриссы, поднимаются иглы и ощетинивается шерсть, изменяется мимика.
Череп с довольно вместительной мозговой коробкой, что объясняется наличием головного мозга большого размера. Мозг увеличивается в зависимости от роста животного и кости черепа по этой причине срастаются очень медленно. Для млекопитающих свойственно срастание отдельных костей в комплексы. К примеру, четыре кости затылка образуют одну, в единую каменистую кость срастаются ушные кости, височная и основная кости тоже имеют сложную структуру.
Позвоночный столб тоже имеет характерные особенности – четко выраженное разделение на отделы – шейный и грудной, поясничный и крестцовый, хвостовой. У всех млекопитающих равное количество шейных позвонков – их семь, а разная длина шеи у разных видов объясняется не количеством позвонков, а их размерами. Исключением являются только ламантины и ленивцы, у которых число шейных позвонков меняется от 6 до 10.
Собственно крестцовых позвонка обычно два, но к ним могут прирастать два хвостовых позвонка.
В основе плечевого пояса лежит лопатка, к которой присоединяется коракоид, а ключица есть только у тех видов животных, у которых передние конечности двигаются в разных плоскостях – например, у приматов. У копытных ее нет.
Строение конечностей типично для наземных млекопитающих, варьируется только количество пальцев – от одного до пяти. Быстробегающим видам (тушканчикам, копытным) много пальцев только мешает при движении, поэтому у них наблюдается рудиментация крайних фаланг. Стопоходящие виды (приматы, обезьяны) при движении делают упор на всю стопу или ладонь. Пальцеходящие (копытные, собаки) опираются только на пальцы.
Пищеварительная система разделяется на отделы и имеет достаточно большую длину. Она берет свое начало с ротовой полости – у некоторых видов (хомяки, суслики, бурундуки, некоторые приматы) образуются большие защечные мешки. В ротовой полости находится много слюнных желез, которые выделяют специальные ферменты, улучшающие пищеварение. Так же они обладают антикоагулирующим свойством у кровососов, расщепляют крахмал у травоядных и выделяют яд для умерщвления добычи у насекомоядных и змей.
Желудок имеет разный объем и различное внутреннее строение. Самую сложную конструкцию имеет желудок жвачных копытных, которые употребляют огромную массу трудно перевариваемой пищи. У муравьедов и ящеров, как и у птиц, желудок имеет два отдела – мускулистый и железистый. Эти животные проглатывают мелкие камешки для лучшего перетирания еды. У некоторых видов животных помимо тонкого и толстого, прямого отделов есть еще и слепой отдел – в нем пища подвержена бактериальному сбраживанию. Этот отдел сильно развит у голубей.
У легких сложное ячеистое строение – в них есть бронхиолы (мелкие легочные ходы), альвеолы с мельчайшими кровеносными сосудами. Процесс дыхания обусловлен изменением объема грудного отдела в результате сокращения межреберных мышц и диафрагмы. От размера животного зависит количество дыхательных движений. Вентиляция легких принимает участие в терморегуляции и газообмене.
Кровеносная система у млекопитающих похожа на кровеносную систему птиц. Сердце делится на два желудочка и два предсердья, дуга аорты отходит от левого желудочка, а не от правого, как у птиц. Венозная система не имеет воротного кровообращения в почках – оно хорошо развито в печени. В печени же происходит и нейтрализация токсинов, которые образуются при белковом обмене. Размер сердца зависит от образа жизни животного, его величиной и интенсивностью обмена веществ.
Головной мозг у млекопитающих имеет внушительный размер и по своей массе больше спинного в 3-15 раз. Больше всего развита серая кора полушарий, в которой расположены центры высшей нервной деятельности.
Органы обоняния отличаются увеличенной обонятельной капсулой и сложной системой обонятельных раковин. Обонятельный аппарат редуцирован у китообразных млекопитающих.
Органы слуха у большей части видов млекопитающих отлично развиты. Кроме среднего и внутреннего уха, у них есть слуховой проход и ушная раковина, которая исчезла у подземных и водных обитателей. Сильно развитый извилистый вырост в перепончатом лабиринте позволяет китообразным, рукокрылым и некоторым видам мышевидных грызунов улавливать ультразвук и с помощью этого своеобразного радара ориентироваться в темноте или в толще воды.
Органы зрения в жизни млекопитающих имеют меньшее значение, чем в жизни птиц. У многих видов практически не развито «цветное» зрение и они не обращают внимания на неподвижные предметы. Только высшие приматы могут похвастаться зрением как у человека, глаза обитателей водных глубин похожи на глаза рыб, а у подземных обитателей глаза – рудиментарный орган.