兽孔类是产生哺乳类的祖先。

早在石炭纪前出现了一支独特的演化线，从哺乳动物最古老的祖先盘龙目(Pelycosauria)开始，直到哺乳类，从其中的盘龙科分化出兽孔类。较晚期的类型除澳大利亚以外各个大陆都有，但在南非的晚二叠纪和早三叠纪最普通。四肢和肢带改变成四足移动。像哺乳类那样，在头骨的顳区有一个顳孔。大多数种内，牙齿分化成像哺乳动物的门齿、短剑状的大犬齿及一系列研磨用的颊齿。然而下腭在构造上是爬虫类式的，由七块骨头组成而不是像哺乳类那样由一块组成，并具有与头骨结合的原始方式。在进步类型中，口腔顶部有一块骨质硬腭，像哺乳类那样。著名的兽孔类旁枝是食草的二齿兽类，它们仍有上犬齿，但其他牙齿被角质喙替代了。水龙兽作为植食性兽孔目爬行动物，在二叠纪晚期诞生，进化，广泛存在于陆地上，只是在二叠纪结束时的大灭绝事件中灭绝了。肉食的兽孔类中，丽齿兽类和兽头类是二叠纪的代表性动物，犬齿兽类和包氏兽形类是进步的三叠纪的代表。在二叠纪结束时，曾在陆地上称王称霸的兽孔目爬行动物未能继续它们的统治地位。其他的一些爬行动物，如古蜥，超过了兽孔目，成为陆地的主角。晚三叠纪，甚至侏罗纪仍有一些兽孔类，但大多数到那时绝灭，或已演化为原始的哺乳类。