A maioria das espécies de mamíferos que ocorrem no Cerrado distribui-se amplamente pelo bioma, ainda que muitas delas sejam consideradas raras localmente.

Os mamíferos correspondem ao segundo grupo mais diverso entre os vertebrados terrestres no bioma Cerrado, representando aproximadamente 15% das espécies conhecidas (Aguiar et al. 2004) com um total de 227 espécies de mamíferos, sendo que os morcegos representam mais de um terço das espécies, outro terço das espécies são de roedores e com um número bem menor de espécies, destacam-se os carnívoros e os marsupiais; sendo que 25 espécies são exclusivas do cerrado (21 de roedores, 2 de marsupias, 1 de primata e 1 de morcego).

O padrão de endemismo que compreende espécies de mamíferos hoje típicas do cerrado ou da caatinga derivam de gêneros originários da floresta amazônica ou da mata atlântica. Os exemplos clássicos podem ser encontrados sobretudo na ordem dos primatas. O Callithrix penicillata, popularmente denominado sagui-de-tufo-preto ou mico-estrela, é um macaco que vive somente no cerrado, mais precisamente em trechos arbóreos desse ecossistema. É a única das mais de 20 espécies do gênero Callithrix que habita uma zona de savana, fora da floresta equatorial ou da mata litorânea.

A história evolutiva dos pequenos marsupiais do gênero Thylamys é ainda mais surpreendente. Existem nove espécies do animal na América do Sul, cinco encontradas em áreas de vegetação aberta da região dos Andes. As duas espécies endêmicas do Brasil – a Thylamys karimii, popularmente denominada catita e encontrada no cerrado e na caatinga, e a Thylamys velutinus, a catita-anã-de-rabo-gordo, presente apenas no cerrado – exibem os traços mais antigos (basais) do gênero e não teriam relações de parentesco com marsupiais originários de áreas florestais.