La distribuzione dei mammiferi e suddivisa in sei regioni Biogeografiche. Nel periodo cretaceo si è avuta la separazione dei due gruppi che hanno originato: marsupiali e placentati. Fossili di marsupiali sono stati trovati in America sia settentrionale che meridionale e nella regione australiana. Fossili di monotremi sono stati trovati in Australia dove tutt'oggi vivono i rappresentanti attuali. Sono derivati dal gruppo dei multitubercolari.

I monotremi rappresentano il gruppo di mammiferi più primitivi che hanno avuto una specializzazione particolare dovuta all'isolamento geografico. I monotremi si sono evoluti in : ornitorinco (anfibio) e echidna (terrestre). I monotremi hanno arti particolari: sono corti e nel camminare si incrociano in dentro; quelli posteriori sono più tozzi e sembra che siano trascinati; hanno dita allargate e robuste con degli artigli utilizzati per scavare. I monotremi sono ovipari; il loro apparato genitale e simile a quello dei rettili e degli uccelli: hanno due ovari, ma solo il sinistro produce le uova; anche le uova sono simili d'aspetto. La femmina scava la terra creando una buca dove depone le uova che resta a covare per circa 10 giorni senza mai abbandonarle, tranne che per nutrirsi.

L'ornitorinco è l'unico rappresentante della famiglia degli ornitorinchidi, ha il muso a becco e un corpo che sembra il miscuglio tra un mammifero,un uccello e un rettile.Ha zampe palmate ed equa spatola, è ricoperto di peli, depone le uova e poi allatta i piccoli.Vive in acqua ed ha una piega cutanea che protegge orecchie e occhi dal fango. Riesce a stare sommerso anche 5 min senza respirare. I maschi posseggono uno sperone corneo velenifero nella parte posteriore; è immobile e cavo all'interno collegato al dotto escretore di una ghiandola della regione femorale. Il veleno prodotto può portare alla morte in quanto fa coagulare il sangue. La sua attività sembra essere legata all'attività riproduttiva; secondo alcuni inietterebbe il secreto sotto la pelle delle femmine per eccitarle, secondo altri, lo oserebbe per difendersi dai nemici.

L’echidna vive invece sulla terra, si nutre di insetti ed ha un corpo ricoperto di aculei. Ha un becco lungo cilindrico e corneo, l'apertura boccale e stretta e presenta una lingua vermiforme. Scheletricamente è simile mammiferi tranne che per le ossa del cranio che sono saldate tra loro. La base del cranio è simile a quella dei rettili.