동물 분류상 척추동물에 딸린 한 무리. 척추동물 중에서 젖샘으로부터 분비되는 젖으로 새끼를 키우는 동물이다. 일반적으로 체온이 변하지 않는 정온 동물이고, 새끼를 낳으며(태생), 피부에는 털이 나 있고, 대뇌가 잘 발달되어 있다.

포유류는 지금으로부터 약 1억 7,000만 년 전인 중생대 초기에 파충류 중의 수형류(짐승 모습의 종류)로부터 생겨났다. 중생대 동안에는 별로 눈에 띄는 존재가 되지 못했으나, 신생대에 들어와서부터 크게 진화하여 여러 종류로 분화 되었다.

포유류는 다른 동물에 비해서 대단히 많은 화석이 발견 되어, 각 분류군의 계통도 비교적 자세히 밝혀져 있는 편이지만, 아직 정확하지 않은 점도 많기 때문에 학자에 따라서 견해가 다른 경우가 있다.

심프슨이라는 동물학자의 견해에 따르면 포유류는 이미 전성기가 지났다고 하며, 오늘날 살아 있는 것이 932속인 데 대하여 사라지고 없는 것이 1,932속, 그리고 과는 지금 남아 있는 것이 118과인 데 대해서 사라지고 없는 것이 14과로 기록되고 있다.

현재 살아 있는 종류는 4,060종이 알려져 있는데, 이들의 모습이나 습성은 가지각색이다. 이를테면 크기에서 가장 작은 종은 사람의 엄지손가락만한 크기에 무게가 3~4g이고, 수명이 1년 정도밖에 되지 않는 종(도쿄뒤쥐)이 있는가 하면 몸 길이가 33m, 무게 175톤, 수명이 100년에 이르는 종(흰긴수염고래)도 있다.

포유류는 원래 육상 동물로 진화한 동물의 무리이지만, 물 속에 사는 고래나 돌고래류, 새처럼 하늘을 날아다니는 박쥐류, 나무 위의 생활에 적응한 원숭이류 등 거의 모든 곳에 살고 있으며, 또한 이들의 분포도 전세계에 걸쳐 있다.

우리 나라에는 105종의 포유류가 있는 것으로 알려져 있다.

사람도 포유류에 속하는 한 종에 불과하지만, 사람과 다른 포유류와의 관계는 한 마디로 포식자(사람)와 피식자( 포유류)의 관계로 일관해 왔다. 사람은 몸집이 큰 많은 포유류를 식량 자원의 한 가지로 사냥해 왔다. 그러나 최근 수천 년 동안에 이러한 관계는 점점 해소되어서 오늘날에는 거의 사라져 버리고, 그 대신 가축을 사육하고 있다. 그래서 오늘날의 사람과 포유류의 관계는 사람과 가축의 관계로 바뀌었다.