Sistema circulatori
En els mamífers, com en els ocells, els ventricles dret i esquerre del cor estan completament separats, de manera que les circulacions pulmonars (pulmonars) i sistèmiques (del cos) són completament independents. La sang oxigenada arriba a l’aurícula esquerra dels pulmons i passa al ventricle esquerre, d’on és forçada per l’aorta a la circulació sistèmica. La sang desoxigenada dels teixits torna a l’aurícula dreta a través d’una vena gran, la vena cava, i és bombada al llit capil·lar pulmonar a través de l’artèria pulmonar.
Entre els vertebrats, la contracció del cor és la miogènica o generada pel múscul; el ritme és inherent a tot el múscul cardíac, però en els cors miògens el marcapasos deriva del teixit cardíac. El marcapasos en mamífers (i també en ocells) és una massa oblonga de cèl·lules especialitzades anomenada node sinoatrial, situat a l’atri dret a prop de la unió amb les venae cavae. Una ona d’excitació s’estén des d’aquest node fins al node atrioventricular, que es troba a l’atri dret prop de la base del sèptic interatrial. A partir d’aquest punt l’excitació es realitza al llarg del feix atrioventricular (manat d’ell) i entra a la massa principal del teixit cardíac al llarg de les branques fines, les fibres de Purkinje. El control homeostàtic, estable o estable, del cor per part dels neuroendocrins o d’altres agents es media a través de la xarxa de control intrínsec del cor.
La sang surt del ventricle esquerre a través de l’aorta. L’aorta del mamífer és una estructura desparellada derivada del quart arc aòrtic esquerre del vertebrat primitiu. Els ocells, en canvi, conserven el quart arc dret.
El sistema circulatori forma una complexa xarxa de comunicació i distribució a tots els teixits fisiològicament actius del cos. Es requereix un subministrament constant i oxigen d’oxigen per mantenir la fisiologia activa (productora de calor) (endotèrmia) dels vertebrats superiors (vegeu també endoterma). L’eficiència del cor de quatre cambres és important per a aquesta funció. L’oxigen és transportat per glòbuls vermells especialitzats, o per eritròcits, com en tots els vertebrats. Embalatge de l’hemoglobina del pigment que porta oxigen en els eritròcits manté la viscositat de la sang mínima i per tant permet una circulació eficient alhora que limita la càrrega mecànica al cor. L’eritròcit mamífer és una estructura molt evolucionada; la seva forma discoïdosa i biconcava permet la màxima superfície per unitat de volum. Quan són madurs i funcionals, els glòbuls vermells dels mamífers són enucleats (manca de nucli).
Sistema respiratori
L’aparell de ventilació (respiració), els pulmons i les estructures associades s’uneixen estretament al sistema circulatori. La ventilació en mamífers és única. Els propis pulmons són menys eficients que els de les aus, perquè el moviment de l'aire consisteix en un fluix i un flux, en lloc d'un circuit de sentit únic, de manera que sempre queda un volum d'aire residual que no es pot expirar. La ventilació en mamífers es fa mitjançant una bomba de pressió negativa que és possible per l’evolució d’una cavitat toràcica definitiva amb un diafragma.
El diafragma és una estructura composita única que consta de (1) el septum transvers (una paret que separa primitivament el cor de les vísceres generals); (2) els plecs pleuroperitoneals de la paret del cos; (3) plecs mesentèrics; i (4) músculs axials que s'insereixen en un tendó central o en una aponeurosi diafragmàtica.
Els pulmons es troben en compartiments hermètics separats anomenats cavitats pleurals, separats pel mediastí. A mesura que augmenta la mida de la cavitat pleural, el pulmó s’expandeix i l’aire flueix passivament. L’ampliació de la cavitat pleural es produeix per contracció del diafragma o per l’elevació de les costelles. El diafragma relaxat domina cap amunt, però quan es contrau s'estira pla. La caducitat és un moviment actiu provocat per la contracció dels músculs abdominals contra les vísceres.
L’aire entra generalment a les vies respiratòries per les fosses nasals, on es pot escalfar i humitejar. Passa per sobre del paladar ossi i del paladar suau i entra a la faringe. A la faringe es creuen els passatges per l’aire i els aliments. L’aire entra a la tràquea, que es divideix al nivell dels pulmons en bronquis primaris. Un tret característic de la tràquea de molts mamífers és la laringe. Els cordons vocals s’estenen a través de la laringe i són vibrats per una expiració forçada per produir so. L’aparell laringi es pot modificar molt per a la producció de vocalitzacions complexes. En alguns grups, per exemple, els micos que ho són, els aparells hioides s'incorporen a l'òrgan productor de so, com a cambra ressonant
