Головной мозг характеризуется крупными размерами. Развитие переднего мозга выражается в основном в разрастании коры. Сложное поведение млекопитающих, многообразные реакции их на различные внешние раздражения прямо связаны с развитием коры полушарий переднего мозга. У большинства видов она не гладкая, а образует многочисленные борозды, увеличивающие её площадь. Крупный мозжечок дифференцирован на несколько отделов, что связано с очень сложным характером двигательной активности зверей.
