Memeliler, hayvanlar aleminin insanların da dâhil olduğu, dişilerinde bulunan meme bezleri ve hem dişi hem erkek bireylerinde bulunan ter bezleri, kıl, işitmede kullanılan üç orta kulak kemiği ve beyinde yer alan neokorteks bölgesi ile ayrılan bir omurgalı sınıfıdır.
Eteneliler, eteneli memeliler veya plasentalı memeliler, memelilerin bir infra sınıfı. Diğer alt sınıflar keseliler (Metatheria) ve hâlâ yumurtlayarak üreyen ilkel memelilerdir (Protheria). Aralarında büyük bir farkla en büyük grup etenelilerdir. Günümüzde, 6000'in üzerinde eteneli türü bulunmaktadır. Vücut yapıları ve yaşam alanlarının farklılıkları ile en çeşitli memeli grubunu oluştururlar.
Eutheria, keselilere göre etenelilerle daha yakından ilişkili olan tüm doğurgan memelileri (Theria) kapsayan bir kladdır.
Mammalia (Memeliler), Chordata (Omurgalılar) şubesi içinde yer alan bir hayvan sınıfıdır. Carl Linnaeus'un ilk olarak bu sınıfı tanımlamasından beri memeli sınıflandırması çeşitli gözden geçirmeden geçmiştir. Evrensel olarak kabul edilen bir sınıflandırma sistemi yoktur; McKenna & Bell (1997) ile Wilson & Reader (2005) son zamanlarda yararlı özetle sunmuşlardır. Linnaeus ve diğerlerinin öne sürdüğü fikirlerin çoğu artık günümüz taksonomistleri tarafından tamamen terkedilmiştir; bunların arasında yarasaların kuşlarla akraba oldukları ya da insanların diğer yaşayan varlıklardan farklı bir grup oluşturduğu fikirleri de bulunmaktadır. Memeli takımları arasındaki ilişkileri tanımlayan birbirinden farklı fikirler çatışmaya devam etmekte ve bu konuda yeni çalışmalar sürmektedir. Son zamanların en önemli gelişmesi kladistik düşüncenin tüm taksonomik tanımlamaların monofiletik grupları tanımlamasını sağlamak olmuştur. Moleküler filojeninin sonuçları neticesinde bu alan son zamanlarda ilgi çekmiş ve değişikliğe uğramaya başlamıştır.
Deniz inekleri, sadece suda yaşayabilen ve günümüzde 4 türü kalmış olan, otobur bir memeli takımı. Bu takım Afrotheria üst takımına aittir; bugün yaşayan hayvanların arasında en yakın akrabaları fillerdir.
Tenreksiler molekülergenetik araştırmalar sonucu ortaya konulan bir memeli takımı. Takım Tenrekgiller (Tenrecidae) ile Altın köstebek (Chrysochloridae) familyalarını kapsar. Bu Afrika ve Madagaskar'da yaygın olan familyalar toplam 45 türden oluşmaktadır.
Tenrekgiller (Tenrecidae) Madagaskar'da ve Afrika'nın orta kısmında yaşayan bir memeli familyası. Familyanın üyeleri dış görünüşleri ile birbirinden farklıdır. Örneğin kirpi, sivrifare veya su samuruna benzeyenleri vardır. Uzun zaman Böcekçillere ait oldukları kabul edilmiş ama molekülergenetik araştırmalardan sonra bugün ayrı bir familyaya koyulmuşlardır. Altın köstebek (Chrysochloridae) familyası ile birlikte Tenreksiler (Afrosoricida) takımını oluştururlar.
Hortumlular, en çok dikkati çeken özellikleri olan hortumları ile adlandırılmış bir memeli takımı. Günümüzde tek yaşayan temsilcileri fillerdir.
Xenarthra, memeliler sınıfının bir üst takımı. Karıncayiyenler ve tembel hayvanları içeren dişsiz memeliler (Pilosa) takımı ile hayatta kalan tek temsilcisi armadillo olan zırhlı memeliler (Cingulata) takımını kapsamaktadır.
Euarchonta, eteneliler infra sınıfında yer alan, moleküler genetik araştırmalar sonrası ortaya konulmuş olan bir üst takım. Euarchonta şu takımları içerir: Sivri sincapçıkgiller (Scandentia), Primatlar (Primates) ve Abalı memeliler (Dermoptera).
Toynaklılar, memelilerin Ferungulata grubundan, pençelerini toynak biçiminde geliştirmiş bir memeli üst takımıdır.
Paenungulata, içinde günümüzde yaşayan üç memeli takımını barındıran bir kladdır: Proboscidea, Sirenia ve Hyracoidea (Kırsıçanımsılar). Embrithopoda ve Desmostylia adlı en az iki takım daha fosil kalıntılarından bilinir. Bu her iki soyu tükenmiş takım da, yaşayan takımlar kadar kendilerine özgü özellikleri taşımaktaydı. Embrithopodlar gergedan benzeri ve tabanlarına basarak yürüyen otçul hayvanlardı. Desmostylianlar ise su aygırı benzeri amfibi hayvanlardı. Yürüme biçimleri ve beslenmeleri spekülasyon konusu olsa da dişlerindeki aşınmalar kara bitkileriyle beslendiklerini ve diğer toynaklı büyük memelilerle benzer duruşa sahip olduklarını gösterir.
Mesonychia, erken Paleosen ila Oligosen dönemleri arasında yaşamış arkaik toynaklı memelileri kapsayan bir etçil memeli grubudur.
Boreoeutheria, plasentalı memelilerin bir kladıdır. Grup iki kardeş taksondan oluşur: Laurasiatheria ve Euarchontoglires.
Sirenia, modern "deniz inekleri" ve onların soyu tükenmiş akrabalarından oluşan plasentalı memeliler takımıdır. Onlar var olan tek otçul deniz memelileri ve tamamen suda yaşayan tek otçul memeli grubudur. Deniz ineklerinin 50 milyon yıllık bir fosil kaydına sahip olduğu düşünülüyor. Oligosen ve Miyosen sırasında mütevazı bir çeşitlilik elde ettiler, ancak o zamandan beri iklimsel soğuma, oşinografik değişiklikler ve insan müdahalesinin bir sonucu olarak azaldılar. Gruba dahil yaşayan iki cins ve dört tür mevcuttur: Atlantik kıyıları boyunca Amerika ve Batı Afrika'nın nehirleri ve kıyılarında yaşayan üç denizineği türünü içeren Trichechus ve Hint Okyanusu ile Pasifik okyanusunda bulunan Dugong.
Atlantogenata, Xenarthra ve Afrotheria kladlarını içeren, önerilmiş bir plasentalı memeli grubudur. Bu gruplar, muhtemelen Kretase'de sırasıyla Güney Amerika ve Afrika kıtalarında ortaya çıkmış ve yayılmıştır. Boreoeutheria ile birlikte Placentalia'yı oluştururlar. Bu gruplandırmanın monofilisi, bazı genetik kanıtlarla desteklendi.
Afroinsectiphilia son moleküler filogenetik çalışmalar sonuçlarına göre önerilmiş bir afrotheria kladıdır. Grupatki taksonların çoğu, bir zamanlar Insectivora takımının bir parçası olarak kabul edildi, ancak Insectivora artık polifiletik ve modası geçmiş olarak kabul ediliyor. Önerilen bu sınıflandırma sadece moleküler çalışmalara dayanmaktadır ve bu grubun monofilisini doğrulayan hiçbir morfolojik kanıt yoktur.
Ocepeia, fosil buluntuları Fas'ın Ouled Abdoun Havzası'nın orta Paleosen çökeltilerinde bulunmuş bazal bir afrotherian memeli cinsi. Cins ilk olarak 2001'de Gheerbrant & Sudre tarafından O. daouiensis tip türü ile bir Phenacodont olarak tanımlandı.
Kondilartlar (Condylarthra), öncelikle Paleosen ve Eosen dönemlerinden bilinen, soyu tükenmiş plasentalı memelilerin resmi olmayan bir grubudur - daha önce bir takım olarak kabul edilmiştir. Erken, ilkel toynaklılar olarak kabul edilirler. Artık, Perissodactyla veya Cetartiodactyla'nın bir parçası olarak açıkça belirlenmemiş olan toynaklıları sınıflandırmak için bir çöplük olarak hizmet eden ve bu nedenle birçok ilgisiz soydan oluşan bir çöp sepeti taksonu olarak kabul edilmektedir.
Laurasiatheria, Eulipotyphla takımı ile Scrotifera kladını içeren bir plasentalı memeliler üst takımıdır. Kardeş grubu Euarchontoglires ile birlikte Boreoeutheria magna takımını oluşturur. Laurasiatheria taksonu içinde sınıflandırılan hayvanların benzer gen dizilimlerine dayanarak keşfedildi. Grubu birleştirmek için ortak anatomik özellikler henüz ortaya konmadı. Laurasiatheria kladı DNA dizilim analizleri ve retrotranspozon varlık/yokluk verilerine göre temellendirildi. Üst takım, Pangea bölünmeye başladıktan sonra Gondvana'dan ayrılan Lavrasya süperkıtasında ortaya çıktı. En son ortak atasının yaklaşık olarak 76 ila 90 milyon yıl önce soyunun ayrıldığı varsayılmaktadır.