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.
Afrotheria eteneliler alt sınıfının bir üst takımı. Bu molekülergenetik araştırmalar sonucu ortaya konulan taxon birbirlerinden çok farklı görünüşlü 80 civarında türü içermektedir. Takımın tüm türleri Afrika'dan türemiştir ve Asya fili, bir Kır sıçanımsı türü ve Deniz inekleri haricinde bütün türler hala Afrika'da yaşamaktadır.
Terapsitler (Therapsida), memelileri ve soyu tükenmiş akrabalarını içeren, gelişmiş bir sinapsit kladıdır. Başka bir deyişle terapsitler, Sinapsida'nın hayatta kalan tek sınıfı olan memelilerin tümünü ve onların soyu tükenmiş akrabalarını içeren sphenacodont grubudur. Ancak bu isim, daha çok memeli olmayan terapsitler için kullanılır.
Toynaklılar, memelilerin Ferungulata grubundan, pençelerini toynak biçiminde geliştirmiş bir memeli üst takımıdır.
Plesiadapis, yaklaşık 58-55 milyon yıl önce Kuzey Amerika ve Avrupa'da yaşamış, bilinen en eski primat benzeri memeli cinslerinden biridir. Plesiadapis, Eosen devrinde yaşamış adapiform primatı Adapis'e atfen "Adapise yakın" anlamına gelir. Bu cinsin tip türü olan Plesiadapis tricuspidens adını üst kesici dişlerinde bulunan üç tüberkülden alır.
Mesonychia, erken Paleosen ila Oligosen dönemleri arasında yaşamış arkaik toynaklı memelileri kapsayan bir etçil memeli grubudur.
Thylacosmilinae, Güney Amerika'da Miyosen ve Pliyosen dönemleri arasında yaşayan modern keselilerle ilişkili, soyu tükenmiş bir metatherian yırtıcı alt familyasıdır. Büyük Amerikan Biyotik Değişiminden önce yaşayan diğer Güney Amerika yırtıcı memelileri gibi, bu hayvanlar da diğer kıtalardan Carnivora takımının birçok eteneli memelisinin ekolojik nişini işgal eden Sparassodonta takımına aitti. Familyanın en dikkate değer özelliği, Barbourofelis ve Smilodon gibi diğer kılıç dişli memelilerle dikkate değer bir yakınsak evrim olan, uzun, aşağı doğru uzanan dişleridir.
Helladotherium, Miyosen döneminde Avrupa, Afrika ve Asya'da yaşamış bir Sivatherine zürafagil cinsidir. Cinsin en eksiksiz fosil buluntusu, bozulmamış bir dişi Sivatherium giganteum kafatasıyla karşılaştırmaya dayanan bir dişi iskeletdir.
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.
Sinodontlar veya Cynodontia, ilk olarak Geç Permiyen'de ortaya çıkan ve Permiyen-Triyas yok oluşu olayından sonra geniş ölçüde çeşitlenen bir terapsit grubudur. Sinodontlar, etoburluk ve otçulluk dahil olmak üzere çok çeşitli yaşam tarzlarına sahipti. Geç Triyas sırasında ortaya çıkmış olan probainognatiyen sinodontlar (Probainognathia), oldukça gelişmişlerdir ve hâla yaşayan sinodontlar olan memelileri içerirler. Diğer tüm sinodont soyları yok olmuştur. Bilinen son memeli olmayan sinodont grubu olan Tritylodontidae'nin son kalıntılarına Erken Kretase'de rastlanmıştır.
Ictidopappus, erken Paleosen sırasında Kuzey Amerika'da yaşamış, soyu tükenmiş bir carnivoramorf memeli cinsidir.
Prozostrodontia, mammaliaformları ve bunların Tritheledontidae ve Tritylodontidae gibi en yakın akrabalarını içeren bir sinodont kladıdır. Liu ve Olsen (2010) tarafından düğüm tabanlı bir takson olarak dikildi ve Prozostrodon brasiliensis, Tritylodon langaevus, Pachygenelus monus ve Mus musculus'u içeren en az kapsayıcı klad olarak tanımlandı.
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.
Andrewsarchus, Çin'in İç Moğolistan bölgesinde orta Eosen döneminde yaşamış, soyu tükenmiş bir plasentalı memeli cinsidir. Genellikle sadece bir tür tanınır, A. mongoliensis, 1923'te Amerikan Doğa Tarihi Müzesi Orta Asya'ya yapılan keşifler sırasında keşfedilen büyük boyutlu tek bir kafatasından bilinmektedir. Orijinal tanımından bu yana genellikle bir mezonikid olarak sınıflandırılırdı, ancak en son çalışmalar onu bir çift toynaklı olarak sınıflandırır. Bir çalışma, Andrewsarchus'u özellikle entelodontlar, su aygırları ve deniz memelileri ile yakından ilişkili olan Cetancodontamorpha soyunun bir üyesi olarak sınıflandırır.
Sinoconodon, Geç Triyas ve Erken Jura devri'nde yaşamış bazal mammaliaform cinsi. Crompton ve Sun (1985) tarafından kritik öneme sahip Çin memelisinin tam bir kafatası olarak tanımlandı ve yaklaşık 200 milyon yıl önce Alt Jura Sinemurian Aşamasına tarihlendi. Mammalia'ya atfedilebilecek en bazal canlı olduğunu düşündüren bir dizi özeliğe sahiptir. 1961 yılında gerçek memelilerin dahil olduğu Triconodontidae familyasına atanmıştı, ancak Crompton ve Sun (1985) tarafından tanımlanan Çin örneği ile birlikte memeliler içinde daha bazal bir pozisyonda olması gerektiği kesinleşti.
Cimolestes, böcekleri ve diğer küçük hayvanları yemeye uyarlanmış tam bir diş tamamlayıcısı olan erken eutherian memeli cinsi. Paleontologlar, kısmen, oldukça farklı hayvanların cinse atanması nedeniyle, diğer memelilerle olan ilişkisi konusunda anlaşamadılar, bu da Cimolestes'i yakından ilişkili olanlardan ziyade benzer özelliklere sahip hayvanların bir sınıf taksonu haline getirdi. Fosilleri, Kuzey Amerika, Güney Amerika, Avrupa ve Afrika'da bulunmuştur. Cimolestes ilk olarak Kuzey Amerika'nın Geç Kretase döneminde ortaya çıktı. Bazı paleontologlara göre, Cimolestes'in soyu Paleosen'in başlangıcında tükendi, diğerleri ise cinsin soyunun Eosen'den önce tükendiğini bildiriyor.
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.
Myomorpha, Rodentia takımı içinde sınıflandırılan bir memeli alt takımıdır. Kapsadığı 1524 fare benzeri kemiricilerle tüm memeli türlerinin neredeyse dörtte birini oluşturur. İçerdiği türler çenelerinin ve azı dişlerinin yapısına göre gruplandırılır. En önemli özellikleri arasında mediyal ve lateral masseter kaslarının her ikisinin de öne doğru yer değiştirdiği dolayısıyla da kemirme için uyum sağladıkları myomorfik zigomasseterik sistemdir. Memeliler arasında yalnızca Hystricomorpha ve Myomorpha üyelerinde görülen bir özellik de mediyal masseter kasının göz çukurunun içinden geçmesidir. Bu alt takım üyeleri Antarktika dışında dünyanın her yerinde ve her türlü habitatta yaşar. Genellikle tohumla beslenen gececil hayvanlardır.
