Memelilerin evrimi, sinapsidler adı verilen memeli benzeri sürüngenlerden yaklaşık 220 milyon yıl önce başlamıştır. Bu süreçte yaşanan temel evrimsel değişiklikler şunlardır: 1. Çene Yapısı: İlk memelilerde alt çenede dişleri taşıyan bir diş kemiği ve küçük bir iskelet kemiği olan kuadrat kemiği vardı. 2. Beyin Gelişimi: Memelilerin beyinleri, benzer vücut ölçülerine sahip modern sürüngenlerden daha büyük ve karmaşık hale geldi. 3. Diş Yapısı: 280 milyon yıl önce, terapodlar adı verilen sinapsidlerin torunları, işleve göre özelleşmiş dişlere sahip ilk hayvanlar oldu. 4. Yaşam Alanı Çeşitliliği: Kretase-Tersiyer yok oluşundan sonra memeliler, suda, ağaçlarda, yer altında ve havada yaşamak gibi farklı ekolojik ortamlara dağıldılar.