1. Μαστικοί αδένες: Τα θηλαστικά χαρακτηρίζονται από την παρουσία μαστικών αδένων, οι οποίοι παράγουν γάλα για να θρέψουν τα μικρά τους. Οι καρχαρίες, από την άλλη, δεν έχουν μαστικούς αδένες και αντίθετα γεννούν αυγά.
2. Μαλλιά ή γούνα: Τα θηλαστικά έχουν τρίχες ή γούνα που παρέχουν μόνωση και προστασία. Οι καρχαρίες, ως ψάρια, δεν έχουν τρίχες ή γούνα.
3. Τρία οστά του μέσου αυτιού: Τα θηλαστικά διαθέτουν τρία οστά του μέσου αυτιού (σφύρα, κολπίσκοι και ραβδώσεις) που ενισχύουν τα ηχητικά κύματα και τα μεταδίδουν στο εσωτερικό αυτί. Οι καρχαρίες, από την άλλη πλευρά, έχουν διαφορετική δομή αυτιών και στερούνται αυτά τα τρία οστά του μέσου αυτιού.
4. Θερμόαιμα: Τα θηλαστικά είναι θερμόαιμα, που σημαίνει ότι μπορούν να διατηρήσουν μια σταθερή θερμοκρασία σώματος ανεξάρτητα από το περιβάλλον τους. Οι καρχαρίες, από την άλλη πλευρά, είναι ψυχρόαιμοι, που σημαίνει ότι η θερμοκρασία του σώματός τους αλλάζει ανάλογα με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντός τους.
5. Διάφραγμα: Τα θηλαστικά έχουν ένα διάφραγμα, ένα μυϊκό φύλλο που χωρίζει την κοιλότητα του θώρακα από την κοιλιακή κοιλότητα και βοηθά στην αναπνοή. Οι καρχαρίες δεν έχουν διάφραγμα και αντίθετα βασίζονται σε διαφορετικό μηχανισμό για την αναπνοή.
6. Ζωντανή γέννηση: Τα περισσότερα θηλαστικά γεννούν ζωντανά μικρά, με εξαίρεση τα μονότρεμα (πλατύποδα και έχιδνα) που γεννούν αυγά. Οι καρχαρίες, από την άλλη, γεννούν αυγά (εκτός από μερικά είδη που γεννούν ζωντανά μικρά).
7. Πολύπλοκη εγκεφαλική και κοινωνική συμπεριφορά: Τα θηλαστικά έχουν γενικά πολύπλοκο εγκέφαλο και παρουσιάζουν διάφορες μορφές κοινωνικής συμπεριφοράς. Οι καρχαρίες, ενώ έχουν καλά ανεπτυγμένο εγκέφαλο, δεν έχουν το ίδιο επίπεδο πολυπλοκότητας και κοινωνικής αλληλεπίδρασης που παρατηρείται στα θηλαστικά.
Αυτές οι βασικές διαφορές διακρίνουν τους καρχαρίες από τα θηλαστικά και τους τοποθετούν στην κατηγορία Chondrichthyes, η οποία περιλαμβάνει τα χόνδρινα ψάρια.