O ornitorrinco é um monotremado, o pequeno grupo de mamíferos que põe ovos. Ele reúne características que parecem contraditórias: bico achatado, patas com membranas, cauda larga, postura de ovos e produção de leite. A fêmea não tem mamilos; o leite escorre por poros da pele e é lambido pelos filhotes.
Debaixo d'água ele fecha olhos, ouvidos e narinas e localiza presas por eletrorrecepção, detectando os campos elétricos gerados pela musculatura de pequenos invertebrados. O bico funciona como o principal sensor nesse processo, varrendo o fundo do rio enquanto o animal mergulha em busca de alimento.
Machos adultos possuem esporões nas patas traseiras ligados a glândulas de veneno, caso raro entre mamíferos. Por reunir traços considerados primitivos e altamente especializados ao mesmo tempo, o ornitorrinco é peça constante em discussões sobre o que define um mamífero: produzir leite, e não necessariamente dar à luz filhotes vivos.