สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม (อังกฤษ: Mammalia) จัดอยู่ในไฟลัมสัตว์มีแกนสันหลัง โดยคำว่า Mammalia มาจากคำว่า Mamma ที่มีความหมายว่า "หน้าอก" เป็นกลุ่มของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ที่มีการวิวัฒนาการและพัฒนาร่างกายที่ดีหลากหลายประการ รวมทั้งมีระบบประสาทที่เจริญก้าวหน้า สามารถดำรงชีวิตได้ในทุกสภาพสิ่งแวดล้อม^[1] มีขนาดของร่างกายและรูปพรรณสัณฐานที่แตกต่างกันออกไป รวมถึงการทำงานของระบบต่าง ๆ ภายในร่างกาย ที่มีการปรับเปลี่ยนไปตามลักษณะของสายพันธุ์ มีลักษณะเด่นคือมีต่อมน้ำนมที่มีเฉพาะในเพศเมียเท่านั้น เพื่อผลิตน้ำนมเพื่อใช้เลี้ยงลูกวัยแรกเกิด^[2] เป็นสัตว์เลือดอุ่น มีขนเป็นเส้น ๆ (hair) หรือขนอ่อน (fur) ปกคลุมทั่วทั้งร่างกาย เพื่อเป็นการรักษาอุณหภูมิในร่างกาย ยกเว้นสัตว์น้ำที่ไม่มีขน

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ไม่จัดอยู่ในประเภทสัตว์กลุ่มใหญ่ คือมีจำนวนประชากรประมาณ 4,500 ชนิด ซึ่งถือว่าเป็นปริมาณน้อยมากเมื่อเทียบกับนก ที่มีประมาณ 9,200 ชนิด และปลาอีกประมาณ 20,000 ชนิด รวมทั้งแมลงอีกประมาณ 800,000 ชนิด ส่วนใหญ่เป็นสัตว์บก เช่น สุนัข ช้าง ลิง เสือ สิงโตจิงโจ้ เม่น หนู ฯลฯ สำหรับสัตว์น้ำที่จัดเป็นเลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ได้แก่ โลมา วาฬ มานาทีและพะยูน แต่สำหรับสัตว์ปีกประเภทเดียวที่เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมคือค้างคาว ซึ่งกระรอกบินและบ่างนั้น ไม่จัดอยู่ในประเภทของสัตว์ปีก เนื่องจากใช้ปีกในการร่อนไปได้เพียงแค่ระยะหนึ่งเท่านั้น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมส่วนใหญ่ออกลูกเป็นตัว ยกเว้นตุ่นปากเป็ดและอีคิดนาเท่านั้นที่ออกลูกเป็นไข่