Ssaki mają najwyżej spośród wszystkich zwierząt uorganizowany układ nerwowy. Szczególnie rozbudowany jest ośrodkowy układ nerwowy. Mózg ssaków jest duży w stosunku do reszty ciała. Tak znaczny rozwój tkanki nerwowej był możliwy dzięki stałocieplności, gdyż komórki nerwowe (neurony) mają bardzo duże zapotrzebowanie na energię. Bardzo rozbudowane jest kresomózgowie ssaków. Jego duże półkule mózgowe pokryte są pofałdowaną korą mózgową, zbudowaną z istoty szarej – licznych neuronów, których wypustki tworzą istotę białą. Dzięki rozbudowanej korze mózgowej ssaki mają duże zdolności uczenia się, a niektóre prowadzą złożone życie społeczne.
