Однопроходные (Monotremata), или яйцекладущие, или клоачные - это уникальный отряд млекопитающих, которые откладывают яйца, а не рожают живых детенышей, как плацентарные или сумчатые млекопитающие. Отряд включает в себя лишь несколько видов ехидн и утконоса.

Однопроходные отличаются от других млекопитающих тем, что они имеют общее отверстие (подобно рептилиям, земноводным и птицам) для мочевыделительной, пищеварительной и репродуктивной систем, которое называется клоакой.

Они откладывают яйца, и как другие млекопитающие способны к лактации (производство самками молока для кормления детенышей). Но вместо сосков, как у остальных млекопитающих, однопроходные выделяют молоко из молочной железы через крупные поры в коже на животе.

Однопроходные являются долгоживущими млекопитающими. Они имеют низкую скорость размножения. Родители заботятся о своих детенышах в течение длительного времени, прежде чем те станут независимыми.

Тот факт, что однопроходные откладывают яйца, не считается единственным фактором, который отличает их от других отрядов млекопитающих. Они имеют уникальные зубы, которые, как полагают, развились независимо от зубов плацентарных и сумчатых млекопитающих. У однопроходных также есть дополнительный набор костей в плече (эпистернум и коракоид), которые отсутствуют у других млекопитающих.

Однопроходные отличаются от плацентарных млекопитающих отсутствием нервных структур в мозгу, называемых мозолистым телом. Мозолистое тело обеспечивает связь между левым и правым полушариями головного мозга. Однопроходные являются единственными млекопитающими, способными к электрорецепции (ощущение, позволяющее находить добычу с помощью электрического поля, создаваемого мышечными сокращениями).

Из всех представителей отряда, утконос имеет самый чувствительный уровень электрорецепторов. Они находятся в коже его клюва. Используя эти электрорецепторы, утконос может обнаружить направление источника и силу сигнала. Утконосы качают головой из стороны в сторону при охоте в воде, чтобы сканировать присутствие добычи. Таким образом, при поисках пищи, они не используют свое зрение, обоняние или слух, а полагаются только на электрорецепцию.

Сумчатые (Marsupialia) представляют собой группу (инфракласс) млекопитающих. Как и большинство других видов млекопитающих, они рожают живых детенышей, но только на ранней стадии развития. У некоторых видов, такие как бандикуты (Peramelemorphia), период беременности является максимально коротким 12 дней. Новорожденные детеныши сумчатых заползают по телу матери в сумку, расположенную на ее животе. Оказавшись внутри сумки, детеныш прикрепляется к соску матери и питается молоком, пока не станет достаточно большим, чтобы жить во внешнем мире.

В то время, как крупные представители сумчатых, как правило, рожают одного детеныша, маленькие виды чаще приводят большие пометы.

Сумчатые были распространены во многих районах Северной Америки в течение мезозоя и превосходили плацентарных млекопитающих. Сегодня, единственным живым представителем сумчатый в Северной Америке является опоссум.

Сумчатые впервые появляются в летописи окаменелостей из Южной Америки в течение позднего палеоцена. Позже они появляются в летописи окаменелостей из Австралии в течение олигоцена, где они подверглись диверсификации во время раннего миоцена. Первые крупные сумчатые появились во времена плиоцена.

Сегодня сумчатые остаются одними из доминирующих групп наземных млекопитающих в Южной Америке и Австралии. В Австралии отсутствие конкуренции привело к тому, что сумчатые сумели диверсифицировать и специализироваться. Сегодня на континенте обитают насекомоядные сумчатые, плотоядные сумчатые и травоядные сумчатые. Большинство южноамериканских видов сумчатых небольшого размера и ведут древесный образ животные.

Репродуктивный тракт самок сумчатых отличается от плацентарных млекопитающих. У них есть две вагины и две матки, тогда как плацентарные млекопитающие имеют одну матку и одно влагалище. Отличительные особенности половых органов есть и у самцов сумчатых - у них раздвоенный пенис. Мозг сумчатых также уникален, он меньше, чем у плацентарных млекопитающих, отсутствуют мозолистое тело и нервные пути, которые соединяет два полушария головного мозга.

Сумчатые весьма разнообразны по внешнему виду. Многие виды имеют длинные задние ноги и вытянутые морды. Самый маленький вид сумчатых - северная сумчатая ​​мышь, а самый большой - красным кенгуру. На сегодняшний день насчитывается около 334 вида сумчатых млекопитающих, из которых 70% видов встречаются на австралийском континенте (включая Тасманию, Новую Гвинею и близлежащие острова). Остальные 100 видов обитают в Северной и Южной Америке — в основном в Южной Америке, тринадцать в Центральной Америке и один в Северной Америке, к северу от Мексики.