Relatywnie nowe techniki (filogenetyka molekularna) dały pewne interesujące hipotezy, ale dla wielu tradycyjnych paleontologów „łowców skamielin” są one sporne.
Chociaż gruczoły piersiowe są bardzo charakterystyczną cechą ssaków nowoczesnych, o ewolucji laktacji wiadomo bardzo niewiele. Właściwie zaś nic nie wiadomo o ewolucji innej rozpoznawczej cechy ssaków, kory nowej (część mózgu). Najwięcej badań rozwoju tej grupy zwierząt dotyczy powstania kosteczek słuchowych ze składowych stawu żuchwy owodniowych przodków ssaków. Inne z kolei dotyczą wyprostowania kończyn (u gadów są one zwykle zgięte bocznie), wtórnego podniebienia kostnego, sierści i włosów, a także ciepłokrwistości.
Definicja ssaka thumb|200px|porównanie czaszek ssaka (u góry) i niezaliczanego do ssaków wczesnego owodniowcajaw joint – staw żuchwowysquamosal – kość łuskowadentary – kość zębowaquadrate – kość kwadratowaarticular – kość stawowaangular – kość kątowa thumb|kosteczki słuchowe w ludzkim uchu środkowym: a) błona bębenkowa b) młoteczek c) kowadełko d) strzemiączko e) jama bębenkowa
Współcześnie żyjące gatunki mogą być zidentyfikowane jako ssaki na podstawie obecności gruczołów mlecznych (produkujących używane do karmienia potomstwa mleko) u samic (zob.