Однопроходные (клоачные), или яйцекладущие - наиболее примитивные среди современных млекопитающих, сохранившие ряд черт, унаследованных от рептилий (откладка яиц, наличие коракоида, не соединенного с лопаткой, некоторые детали черепа и др.). У них развиты сумчатые кости (небольшие косточки таза), как и у пресмыкающихся. Наличие же волосяного покрова и млечных желез - характерные признаки млекопитающих. Однако млечные железы яйцекладущих примитивны и имеют трубчатое строение, как потовые железы. Откладка яиц роднит однопроходных с птицами, хотя скорее это признак больше адаптивный, чем генетический. Напоминают птиц и такие черты строения, как некоторая редукция правого яичника, наличие в пищеварительном тракте карманов, напоминающих зоб птиц, отсутствие внешнего уха.У взрослых яйцекладущих нет зубов. Сердце трехкамерное.
Размножаются однопроходные, откладывая яйца, которые либо высиживают (утконосы), либо вынашивают в сумке, образованной складкой кожи брюха (ехидны), выкармливают детенышей молокообразной жидкостью, выделяемой молочными железами, протоки которых открываются на коже брюшка. Поскольку сосков нет, детеныши слизывают жидкость, стекающую по волоскам. Наличие клоаки - признак, сохранившийся от рептильных предков. Кора полушарий животных развита слабо.