Les mammifères se nourrissent pour vivre, pour garder leur chaleur corporelle, pour se fortifier et pour grandir. De ce fait, ils doivent manger plus souvent que les animaux à sang froid. Cela est d'autant plus vrai pour les petits mammifères parce que, malgré leur fourrure, ils perdent de la chaleur rapidement à cause de la petite taille de leur corps. Pour faciliter ce problème, ils ont des dents spécialisées qui les aident à ramasser leur nourriture et aussi à la traiter avant de l'avaler. Les dents des mammifères s'emboîtent c'est-à-dire qu'elles "se mettent en place" d'une manière précise lorsque les mammifères ferment leurs mâchoires, leur permettant ainsi de mordiller, brouter, ronger ou mâcher.

Les plus petits mammifères prédateurs se nourrissent d'animaux tels que les vers de terre et les insectes et souvent, ils trouvent leurs proies par le sens du toucher. Les plus grands insectivores, tels les pangolins (mammifère d'Afrique et d'Asie, couverts d'écailles, se nourrissent de termites et de fourmis), recherchent leurs proies avec les sens de la vue et de l'odorat. Ils récoltent de la nourriture en de plus grandes quantités et ils utilisent leur langue collante, qui peut attraper des milliers de fourmis ou termites en quelques minutes.

La majorité des chauves-souris sont aussi des insectivores, mais elles utilisent une technique très différente pour attraper leurs proies volantes. Utilisant un moyen appelé "écholocalisation", une chauve-souris repère des obstacles en émettant des ultrasons qui produisent un écho. Elle interprète les échos qui lui reviennent sous forme d'images et qui la guide vers sa proie. Ce moyen est très pratique pour chasser dans le noir. Les dauphins et les cachalots utilisent un système similaire pour se nourrir sous l'eau.

Les vrais carnivores, tels les chiens, les chats et leurs relatifs, passent souvent un temps plus considérable à traquer leurs proies. Pour beaucoup de ces mangeurs de chair fraîche, les sens de l'odorat et de l'ouïe sont aussi importants que le sens de la vue. Généralement, les carnivores chassent seuls, mais certaines espèces - les loups et les lions - chassent en groupe organisé. De cette manière, ils peuvent s'attaquer à des proies plus grandes qu'eux.  Les carnivores ont les dents de devant pointues, appelées "canines", qui les aident à maintenir leurs proies. Certains carnivores ont des dents spécialisées à l'arrière, appelées "carnassières", qui font office de ciseaux pour couper leur nourriture et pour broyer les os.

Les mammifères herbivores, qui ont le mieux réussi, sont les ruminants - bétail, moutons, chèvres et leurs relatifs. Les ruminants ont un estomac très spécialisé. Leur estomac, divisé en trois ou quatre parties, aide à digérer la cellulose qu'aucun mammifère ne peut digérer par lui-même. Après avoir mangé leur nourriture, ils la régurgitent et ils la mâchent une deuxième fois avant de la ré-avaler. Les micro-organismes qui résident dans l'estomac décomposent la masse mâchée, libérant ainsi les éléments nutritifs que les mammifères absorbent.

Dans l'eau, la plupart des mammifères marins mangent la chair d'autres animaux, mais ils les attrapent de deux manières différentes. Certains chassent leurs proies dans l'eau et les pourchassent, tout comme les carnivores terrestres. D'autres, comme les grandes baleines, se nourrissent d'animaux plus petits, qu'ils ramassent en énormes quantités.

Graphiques par