معظم الثدييات ولود، أي أنها تلد صغارًا أحياءً. ومع ذلك، فإن الأنواع الخمسة من أحاديات المسلك، وهي خلد الماء والنضناض، تضع البيض. لدى أحاديات المسلك نظام تحديد الجنس مختلف عن معظم الثدييات الأخرى. على وجه الخصوص، تشبه الكروموسومات الجنسية لخلد الماء تلك الموجودة لدى الدجاج أكثر من تلك الموجودة لدى الثدييات البحرية.
تتخصص الغدد الثديية لدى الثدييات في إنتاج الحليب، وهو السائل الذي يستخدمه الأطفال حديثو الولادة كمصدر أساسي للتغذية. تفرعت الحيوانات أحادية المسلك في وقت مبكر من الثدييات الأخرى ولا تحتوي على الحلمات الموجودة في معظم الثدييات، ولكن لديها غدد ثديية. يقوم الصغار بلعق الحليب من رقعة ثديية على بطن الأم.
تنتمي الثدييات الولودة إلى الفئة الفرعية وحشيات؛ أما الثدييات التي تعيش اليوم فهي تنتمي إلى الفئتين الفرعيتين جرابيات ومشيميات. لدى الجرابي فترة حمل قصيرة، وعادة ما تكون أقصر من دورته الشبق، وتلد مولودًا غير مكتمل النمو (غير ناضج) والذي يخضع بعد ذلك لمزيد من التطور؛ في العديد من الأنواع، يحدث هذا داخل كيس يشبه الجراب، يقع في مقدمة بطن الأم. بعض المشيميات، مثل خنزير غينيا، تلد صغارًا مكتملة النمو (مبكرة النمو)، عادةً بعد فترات حمل طويلة، في حين أن بعضها الآخر، مثل الفأر، تلد صغارًا غير مكتملة النمو.