يمكن التمييز بين الثدييات وغيرها من الحيوانات من خلال عدة سمات:
1. الثدييات هي حيوانات متخصصة في الإرضاع ولديها غدد الثدي التي تنتج الحليب لتغذية صغارها.
2. كما أن الثدييات لديها شعر يغطي جلدها، وهذا الشعر يتم إنتاجه من قبل ثغرات الغدد الدهنية المنتشرة في الجلد.
3. كما أن الثدييات لديها أذنان خارجية صغيرة، و عدد أربعة أطراف.
4. و تمتلك الثدييات دماغاً متطوراً وجمجمة مستديرة.
5. ويعتبر تدرج درجة الحرارة في الثدييات عالية جداً، بحيث لا تتحمل كثيراً درجات الحرارة الباردة.
يجدر الذكر أن هناك بعض الحيوانات مثل القنافذ والخفافيش والجدبات، التي تشترك بعض السمات مع الثدييات ولكنها ليست ثديية بالمعنى الفعلي للكلمة.