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La mammalogie est la branche de l'histoire naturelle, une sous-branche de la zoologie, consacrée à l'étude des mammifères, classe de vertébrés présentant des caractéristiques communes telles que métabolisme homéothermie, fourrure, cœur à quatre chambres, système nerveux complexe, mamelles. Le mot a été créé au début du XIXe siècle.
La mammalogie consiste notamment à étudier les origines, le comportement, le régime alimentaire, la génétique, la diversité génétique et la dynamique des populations des mammifères, ainsi que les interactions des mammifères entre eux, avec d'autres espèces (dont relations prédateurs-proies) et avec leur environnement et habitats.
La mammalogie comprend des sous-disciplines plus spécialisées comme la primatologie (étude des primates), la cétologie (étude de cétacés), l'hippologie (étude des chevaux), etc.
Elle trouve des applications dans de nombreux domaines, de l'élevage ou zootechnie, à la biologie de la conservation.