單孔亞綱的特徵
單弓動物頭顱側面的每個眼窩後面各演化出一個顳顬孔。顳顬孔的演化可能用來讓顎部肌肉附著在上面。
有些單弓動物（包括哺乳類）可能是溫血動物，但早期單弓動物如盤龍目可能大部分是冷血動物。
單弓動物是第一群有不同牙齒的四足動物。這些不同牙齒包括犬齒、臼齒、以及門齒。早期單弓動物有多種下顎骨頭。當它們演化時，這些顎部骨頭縮小，並且逐漸移入耳內，形成中耳的骨頭。
演化史
始祖單弓獸（Archaeothyris）與Clepsydrops最早的單弓類動物。它們屬於盤龍目，存活於石炭紀的賓夕法尼亞紀。盤龍目是第一群成功的羊膜動物，散布並多樣化發展直到它們成為晚石炭紀到早二疊紀陸地上的優勢動物。它們通常被分為兩支：真盤龍亞目、卡色龍亞目。它們體積龐大、四肢成躺臥狀態、冷血、小的大腦。它們是那個時代陸地上最大的動物，可達3米(10呎)長。有些像是異齒龍，擁有大型帆狀物可以幫助提升他們體溫。少數殘存的類群存活到二疊紀晚期。
獸孔目是一群更為進步的單弓類動物，出現在二疊紀前半段，並且成為二疊紀後半段陸地上的優勢動物。它們成為優勢動物兩次：一次在二疊紀，一次在新生代。它們是到二疊紀中期到晚期為止最多樣性與大量生存的動物，包括草食性、肉食性，體型從小如老鼠(例：羅伯特獸)，體型大的可以以公噸計算(例：麝足獸)。在繁榮了數百萬年之後，這些成功的動物幾乎因為2億5百萬年前的二疊紀-三疊紀滅絕事件而滅絕了，這個地球歷史上最大的生物滅絕事件，可能跟西伯利亞地盾火山爆發事件有關。
沒有盤龍目，只有少數獸孔目在二疊紀-三疊紀滅絕事件中存活下來，並且成功在三疊紀存活者；包括:水龍獸、犬頜獸，後者出現在早三疊紀晚期，它們與早期祖龍類(原先被認知為槽齒目，這項目不在現代分類中使用)同時存在。有些早期祖龍，如派克鱷，是小型而輕快的；其他如：引鱷，可以比最大的獸孔目生物還大。
三疊紀的獸孔目包括三個生物群：喙狀嘴的草食性二齒獸類(例如：水龍獸與它的後代肯氏獸)，有些成員可身長到以公噸計算。越來越類似哺乳類的犬齒獸類，分草食性、肉食性、食蟲性，包括出現在奧倫尼克階的真犬齒獸類，早期的代表是犬頜獸。最後是獸頭類，僅存活到早三疊紀。
在三疊紀里，跟仍然體積大的二齒獸類不一樣，犬齒獸類逐漸的變小並且更類似哺乳類。最小最進化的犬齒獸類只有鼩鼱般大小，在晚三疊紀的卡尼克階，大約2億2千萬年前，成為哺乳類最早的祖先。
隨者早期獸孔目到犬齒獸類到真犬齒獸類到哺乳類的成功進化，主要的下顎骨，取代了鄰近的骨頭。所以，下顎逐漸形成只有一個大型骨頭，幾塊小型的下顎骨逐漸移動到內耳里，使得聽覺更為複雜。
因為氣候變遷、植被改變、生態競爭、或者以上總和，大部分的大型犬齒獸類(屬於Traversodontidae科)與二齒獸類(肯氏獸科)，在卡尼階時代消失，在三疊紀-侏儸紀滅絕事件消滅所有大型非恐龍類初龍前。它們的位置被雙弓類初龍取代，也就是俗稱的恐龍，在剩下的中生代時期成為優勢陸地生態系統。存活下來的單弓動物很小，體型從鼩鼱到類似獾的強壯爬獸Repenomamus。
在侏儸紀與白堊紀期間，這些存活的非哺乳犬齒獸類非常小，例如：三瘤齒獸。沒有一種犬齒獸類長得比貓還大。大多數侏儸紀與白堊紀的犬齒獸類是草食性的，有些是肉食性的。三棱齒獸科在侏儸紀末第一次出現。它們是肉食性並且存活到侏儸紀中期。另外一種，三瘤齒獸科跟三棱齒獸科同時出現，但為草食性。這生物群在早白堊紀末期滅絕。二齒獸類被認為在侏儸紀末滅絕，但還是有證據顯示這生物群存活者。新的化石已在岡瓦那大陸的白堊紀岩石中發現。這是個化石記錄中忽隱忽現的物種的例子。
現在，有大約4500個品種的單弓動物存活者，包括水生(鯨魚)、飛行(蝙蝠)，還有到目前為止已知最大的生物(藍鯨)。
單弓動物進化成哺乳類被認為是因為晚上行動，逐漸增加的恐龍在這時間並不占優勢。為了在夜間生存，原始的哺乳類必須在夜間增加它們的新陳代謝率以維持體溫。這意味者更快地消耗食物(一般被認為是昆蟲)。為了促進快速消化，原始的哺乳類演化出咀嚼與特殊化的牙齒來協助咀嚼。腳臂也演化到身體底下而不是身體兩側。這讓原始哺乳類能更快改變方向以抓住小型獵物。與快速奔跑的獵食者相比，原始哺乳類改採機動性的策略。
分類
# 單孔亞綱 SYNAPSIDA (並系群)
* 盤龍目 Pelycosauria (並系群)
o 卡色龍亞目 Caseasauria
o 真盤龍亞目 Eupelycosauria (並系群)
+ 蜥代龍科 Varanopseidae
+ 蛇齒龍科 Ophiacodontidae
+ 基龍科 Edaphosauridae
+ 楔齒龍科 Sphenacodontidae (並系群)
* 獸孔目 Therapsida (並系群)
o 始巨鱷亞目 Biarmosuchia (並系群)
o 恐頭獸亞目 Dinocephalia
o 缺齒亞目 Anomodontia
o 麗齒獸亞目 Gorgonopsia
o 獸頭亞目 Therocephalia
o 犬齒獸亞目 Cynodontia (並系群)
+ Probainognathidae科
+ Chiniquodontoidea超科 (並系群)
下孔亞綱卡色龍亞目真盤龍亞目羊膜動物
