สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เป็นกลุ่มของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ประกอบขึ้นเป็นชั้นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีลักษณะเด่น ได้แก่ มีต่อมน้ำนมที่พบในเพศเมีย ทำหน้าที่ผลิตน้ำนมสำหรับเลี้ยงลูกอ่อน มีคอร์เทกซ์ใหม่ มีขนสัตว์หรือเส้นผม และมีกระดูกหูชั้นกลางสามชิ้น ลักษณะเด่นดังกล่าวจำแนกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมออกจากสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์ปีก ซึ่งสัตว์ทั้งสามกลุ่มนั้นเบนออกจากกันเมื่อ 201–227 ล้านปีก่อน ในช่วงปลายยุคไทรแอสซิก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีอยู่ประมาณ 5,450 ชนิด อันดับที่ใหญ่ที่สุด ได้แก่ อันดับสัตว์ฟันแทะ, อันดับค้างคาว และอันดับตุ่น สามอันดับขนาดรองลงมาได้แก่ อันดับวานร, อันดับสัตว์กีบคู่ และอันดับสัตว์กินเนื้อ
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นสัตว์เลือดอุ่นเช่นเดียวกับสัตว์ปีก ลักษณะนี้วิวัฒนาการอย่างเป็นอิสระจากกันระหว่างชั้นทั้งสอง และเป็นตัวอย่างหนึ่งของวิวัฒนาการเบนเข้า สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถดำรงชีวิตได้ในทุกสภาพสิ่งแวดล้อม