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.
Miacidae veya Miacoidea, ilk olarak geç Paleosen'de Çin ve ABD'de ortaya çıkan, Eosen döneminde Avrasya ve Kuzey Amerika'da yayılan bazal carnivoraform memeli grubudur. Etçiller, kuzey yarım kürede, karışık atalardan gelen et yiyiciler olan miacoidlerden evrimleştiler.
Orycteropodidae, afrotherian memelilerin mevcut bir familyasıdır. Birçok fosil türü olmasına rağmen, günümüzde hayatta kalan tek tür, Orycteropus afer, yer domuzudur. Orycteropodidae, Tubulidentata takımındaki tek familya olarak kabul edilir, bu nedenle ikisi eşanlamlıdır.
Balinaların evriminin, Hindistan alt kıtasında 50 milyon yıl önce çift toynaklılardan başladığı ve en az 15 milyon yıllık bir süre boyunca ilerleyip günümüz dişli ve dişsiz balina gruplarını oluşturduğu düşünülmektedir. Balinalar, çift toynaklılar takımına ait, tamamen suda yaşayan deniz memelileridir ve yaklaşık 50-55 milyon yıl önce diğer çift toynaklılardan kopmuşlardır. Birçok analiz, balinaların Eosen veya daha öncesinde evrimleştikleri ve su aygırları ile nispeten yakın – diğer çift toynaklılara göre – bir ortak ataya sahip olmaları gerektiğini göstermiştir. Memeli olarak, hava solumak için yüzeye çıkarlar; yüzgeçlerinde 5 parmak kemiği vardır; yavrularını emzirirler. Tamamen suda yaşamalarına rağmen, karasal atalarından gelen birçok iskelet özelliğini korumuşlardır. 1970'lerin sonlarında Pakistan'da yapılan araştırmalar, deniz memelilerinin karadan denize geçişindeki çeşitli aşamaları ortaya çıkardı.
Büyük karıncayiyen, Orta ve Güney Amerika'ya özgü büyük böcekyiyen bir memeli türüdür. Yaşayan dört karıncayiyen türünden biridir ve tembel hayvanlar ile birlikte Dişsiz memeliler takımında sınıflandırılır. Ağaçlarda yaşayabilen diğer karıncayiyen ve tembel hayvan türleri ile karşılaştırıldığında bu tür daha çok yerde yaşamaktadır. Evrimsel olarak dağılımında Güney Amerika'da savanların yayılması etkili olmuş olabilir. Boyu 182 ila 217 cm ve ağırlığı erkeklerde 33 ila 41 kg, dişilerde ise 27 ila 39 kg arasında olan büyük karıncayiyen kendi familyası içinde en büyük türdür. Uzunca burnu, uzun tüylü kuyruğu, uzun ön pençeleri ve kıllarının kendine özgü renkleri ile kolayca ayırt edilebilir.
Scrotifera, 5 farklı memeli takımını ve onların ortak atalarını içeren bir plasental memeli grubudur.Bunlar: Chiroptera, Carnivora, Pholidota, Perissodactyla ve Cetartiodactyla(geleneksel sınıflandırmada Artiodactyla ve Cetacea)takımlarını içerir. Scrotifera, Eulipotyphla'nın dışında kalan bir gruptur ve birlikte Laurasiatheria'yı oluştururlar. Scrotifera'nın son ortak atasının 73.1 ila 85.5 milyon yıl önce yaşadığı düşünülüyor.
Archaeoceti veya arkaik balinalar, Erken Eosen ila Geç Oligosen dönemleri arasında yaşamış, parafiletik bir ilkel balina kladıdır. En erken balina radyasyonunu temsil eden bu balinalar, balina evrimindeki ilk ikiyaşamlı (amfibi) aşamaları içerir; bu nedenle Archeoceti, çağdaş balina grupları olan Mysticeti ve Odontoceti'nin de atalarıdır. Bu ilk evrimsel radyasyon, Hindistan ve Asya'yı ayıran sığ sularda meydana geldi (Eosen); su yaşamına iyi uyarlanmış türlerin çeşitlenmesi ve çağdaş balinaların en erken örneklerinin görülmeye başlanması ise Oligosen'e dayanır.
Sinonyx, geç Paleosen'e tarihlenen fosilleri Çin ve ABD, Colorado'da bulunmuş bir mezonikid memeli cinsidir.
Dichobunidae, Eosen ila Oligosen dönemleri arasında, Avrupa, Asya ve Kuzey Amerika'da yaşamış çift toynaklıları içeren bir familya.
Miacis, ilk olarak Erken Eosen'de ortaya çıkan ve Erken Eosen ila Geç Eosen dönemleri arasında yaşamış, soyu tükenmiş bir ilkel etçil memeli cinsidir. Miacis cinsi monofiletik değildir, Carnivoramorpha içindeki kök gruba ait çeşitli türlerin koleksiyonu haline gelmiş bir taksondur. Bu nedenle, Miacis türlerinin çoğu, "modern etçil memelilerin takımı olan Carnivora'nın atalarını temsil eden erken etçiller" olarak tanımlanırlar. Bununla birlikte, Miacis cognitus türü kök grubuna değil taç grubu Carnivora'nın iki alt takımından biri olan Caniformia'ya yerleştirilir.
Ferae, Carnivora ve Pholidota takımlarından oluşan bir memeli kladıdır. Carnivora ve Pholidota'nın bir grubu için alternatif bir isim olan Ostentoria da önerildi. Moleküler genetik çalışmalarca, günümüze kadar gelen Ferae'nin son ortak atasının yaklaşık olarak 78.9 milyon yıl önce yaşadığı tahmin edilmiştir. Creodonta gibi soyu tükenmiş birkaç takım da Ferae'nin üyeleridir.
Pullumemeligiller veya Manidae, Manoidea üst familyasından günümüze ulaşan tek pangolin familyasıdır. Bu aile üç cinsten oluşur, ve soyu tükenmiş Fayum pangolini içerir.
Pullu memeliler olarak da bilinen pangolinler, bir eteneliler takımıdır. Mevcut tek familyası olan Manidae familyasında üç cins bulunur: Manis, Phataginus ve Smutsia. Manis, Asya'da bulunan dört türden oluşurken, Phataginus ve Smutsia, tümü Sahra altı Afrika'da bulunan iki tür içerir. Bu türlerin boyutları 30 ila 100 santimetre arasındadır. Bir dizi soyu tükenmiş pangolin türü de bilinmektedir.
Carnivoraformes, çağdaş Carnivora takımını ve soyu tükenmiş kök akrabalarını içeren plasentalı memelilerin bir kladıdır.
Euromanis, bilinen en eski pangolin cinslerinden biridir. Avrupa'da Eosen döneminde yaşamıştır. Euromanis fosilleri, Almanya'daki Messel çukurunda bulundu. Euromanis'in, modern pangolinlerin aksine, vücudunda pul yoktu.
Palaeanodonta, soyu tükenmiş bir kök pangolin kladıdır. Böcekçildiler, muhtemelen kazıcılardı ve Kuzey Amerika, Avrupa ve Doğu Asya'da Erken Paleosen'den Erken Oligosen'e kadar yaşadılar.
Ferungulata, Ferae ve Pan-Euungulata soyunu bir araya getiren bir plasentalı memeli büyük takımıdır. Morfolojik analize dayalı geleneksel ve daha yeni moleküler analizleri dikkate alan gözden geçirilmiş bir tane olmak üzere iki şekilde oluşturulmuştur.
Chriacus, Paleosen döneminde şu anda Kuzey Amerika'da yaşamış ve erken Eosen'den sonra yok olan bir plasentalı memeli cinsidir.
Basilosauridae, soyu tükenmiş deniz memelilerinin parafiletik bir familyasıdır. Orta ila geç Eosen döneminde yaşadılar ve Antarktika dahil tüm kıtalardan biliniyorlar. Muhtemelen ilk tamamen suda yaşayan balinalardı.
Boynuzlu sincaplar, soyu tükenmiş kemirici familyası Mylagaulidae'nin bir üyesi olan Ceratogaulus cinsinden soyu tükenmiş kemiricilerdir. Ceratogaulus, bilinen tek boynuzlu kemirici cinsidir ve en küçük boynuzlu memelidir. Ceratogaulus, geç Miyosen'den erken Pliyosen dönemlerine kadar yaşadı.
