Sistem circulator
La mamifere, ca și la păsări, ventriculele drepte și stângi ale inimii sunt complet separate, astfel încât circulațiile pulmonare (pulmonare) și sistemice (corpul) sunt complet independente. Sângele oxigenat ajunge în atriul stâng din plămâni și trece în ventriculul stâng, de unde este forțat prin aortă către circulația sistemică. Sângele deoxigenat din țesuturi revine în atriul drept printr-o venă mare, vena cava, și este pompat în patul capilar pulmonar prin artera pulmonară.
Printre vertebrate, contracția inimii este miogenă, sau generată de mușchi; ritmul este inerent tuturor mușchilor cardiaci, dar în inimile miogene, stimulatorul cardiac este derivat din țesutul cardiac. Pacemaker-ul la mamifere (și, de asemenea, la păsări) este o masă alungită de celule specializate numite nodul sinoatrial, situat în atriul drept, în apropierea joncțiunii cu venae cavae. O undă de excitație se răspândește de la acest nod până la nodul atrioventricular, care se află în atriul drept, lângă baza septului interatrial. Din acest punct excitația se desfășoară de-a lungul mănunchiului atrioventricular (pachetul lui) și intră în masa principală a țesutului cardiac de-a lungul ramurilor fine, fibrele Purkinje. Controlul homeostatic sau stabil al inimii de către neuroendocrine sau alți agenți este mediat prin rețeaua de control intrinsecă a inimii.
Sângele părăsește ventriculul stâng prin aortă. Aorta mamiferului este o structură nepereche derivată din al patrulea arc aortic stâng al vertebratului primitiv. Pe de altă parte, păsările păstrează arcul al patrulea drept.
Sistemul circulator formează o rețea complexă de comunicare și distribuție la toate țesuturile active fiziologic ale corpului. O sursă constantă și copioasă de oxigen este necesară pentru susținerea fiziologiei active, producătoare de căldură (endotermă) a vertebratelor superioare (vezi și endoterm). Eficiența inimii cu patru camere este importantă pentru această funcție. Oxigenul este transportat de globule roșii specializate, sau de eritrocite, ca în toate vertebrele. Ambalarea hemoglobinei pigmentare purtătoare de oxigen în eritrocite păstrează vâscozitatea sângelui minim și, prin urmare, permite o circulație eficientă, limitând în același timp sarcina mecanică pe inimă. Eritrocitul mamiferului este o structură extrem de evoluată; forma sa discoidă, biconcavă, permite suprafața maximă pe unitatea de volum. Când sunt maturi și funcționali, globulele roșii de mamifere sunt enucleate (lipsite de nucleu).
Sistemul respirator
Strâns legat de sistemul circulator se află aparatul ventilator (respirația), plămânii și structurile asociate. Ventilarea la mamifere este unică. Plămânii înșiși sunt mai puțin eficienți decât cei ai păsărilor, căci mișcarea aerului constă dintr-un debit și un flux, mai degrabă decât un circuit unidirecțional, deci rămâne întotdeauna un volum rezidual de aer care nu poate fi expirat. Ventilarea la mamifere se face cu ajutorul unei pompe de presiune negativă posibilă prin evoluția unei cavități toracice definitive cu diafragmă.
Diafragma este o structură compozită unică formată din (1) septul transvers (un perete care separă primitiv inima de viscerele generale); (2) pliurile pleuroperitoneale din peretele corpului; (3) pliuri mezenterice; și (4) mușchii axiali care se inseră pe un tendon central sau o aponevroză diafragmatică.
Plămânii se află în compartimente etanșe separate numite cavități pleurale, separate de mediastin. Pe măsură ce dimensiunea cavității pleurale este crescută, plămânul este extins și aerul curge pasiv. Mărirea cavității pleurale este produsă prin contracția diafragmei sau prin ridicarea coastelor. Diafragma relaxată se ridică în sus, dar atunci când este contractată, se întinde. Expirarea este o mișcare activă determinată de contracția mușchilor abdominali împotriva viscerelor.
Aerul intră de obicei în pasajele respiratorii prin nări, unde poate fi încălzit și umezit. Trece deasupra palatului osos și palatului moale și intră în faringe. În faringe se trec pasajele pentru aer și alimente. Aerul intră în trahee, care se împarte la nivelul plămânilor în bronhiile primare. O trăsătură caracteristică a traheei multor mamifere este laringe. Cordoanele vocale se întind de-a lungul laringelui și sunt vibrate de expirarea forțată pentru a produce sunet. Aparatul laringian poate fi modificat foarte mult pentru producerea de vocalizări complexe. În unele grupuri - de exemplu, maimuțe uluitoare - aparatul hioid este încorporat în organul producător de sunet, ca o cameră rezonantă.
