Secondo le più accreditate teorie evoluzionistiche, tutti gli esseri viventi hanno origini comuni: le forme sempre più complesse e differenziate si sono sviluppate a partire da quelle semplici. Nel corso di molti milioni di anni la
selezione naturale ha portato alla differenziazione di tutte le specie animali che oggi conosciamo.I mammiferi sono probabilmente nati dall'evoluzione di alcuni rettili. Abbiamo purtroppo pochissimi fossili che possono fornire notizie su quelli che sono stati i primi veri mammiferi. Probabilmente si trattava di piccoli animali della dimensione di topi che si cibavano di insetti e che impararono a vivere sugli alberi per sfuggire ai grandi rettili predatori. Alla fine del Cretaceo, 65 milioni di anni fa, i dinosauri si estinsero e i mammiferi cominciarono ad affermare la loro supremazia, differenziandosi nelle specie più diverse.
Tra i mammiferi primitivi che proliferarono dopo la fine del dominio dei rettili, esistevano alcune specie di carnivori simili a lupi e leoni. Spettacolari erano inoltre i grossi erbivori, come il Paraceratherium, un imponente animale che, nell'Asia di 28 milioni di anni fa, si nutriva di ramoscelli e fogliame. Dall'Eohippus discesero probabilmente i moderni cavalli, mentre un enorme mammifero acquatico, chiamato Zeuglodon (18-20 metri di lunghezza) può considerarsi l'antenato delle nostre balene. Uno degli antenati pių noti č poi il mammut, l'enorme "elefante peloso" ormai estinto.