Nervová a endokrinní soustava
Nervová a endokrinní soustava spolu úzce souvisejí svou funkcí, neboť obě slouží ke koordinaci činnosti. Endokrinní žlázy savců mají obecně složitější regulační funkce než žlázy nižších obratlovců. To platí zejména pro hypofýzu, která dodává hormony regulující reprodukční cyklus. Folikulostimulační hormon (FSH) iniciuje zrání ovariálního folikulu. Luteinizační hormon (LH) zprostředkovává tvorbu žlutého tělíska z folikulu po ovulaci. Prolaktin, rovněž produkt přední hypofýzy, stimuluje sekreci mléka.
Kontrola hypofýzy probíhá částečně prostřednictvím neurohumorů z hypotalamu, části předního mozku, která je s hypofýzou v kontaktu nervovými a oběhovými drahami. Hypotalamus má u savců mimořádný význam, protože integruje podněty z vnitřního i vnějšího prostředí a směruje signály do vyšších center nebo do autonomních drah.
Mozkovna obratlovců se nachází na předním konci zadního mozku. Jeho funkcí je koordinace pohybových aktivit a udržování postoje. U většiny savců je mozeček vysoce vyvinutý a jeho povrch může být zprohýbaný, aby se zvětšila jeho plocha. Údaje, se kterými mozeček pracuje, přicházejí z proprioceptorů („autosenzorů“) ve svalech a z membránového labyrintu vnitřního ucha, který poskytuje informace o poloze a pohybech hlavy.
U obratlovčích předků savců byly mozkové hemisféry centry pro příjem čichových podnětů (viz také čich). Evoluce obratlovců upřednostnila rostoucí význam těchto laloků při integraci podnětů. Jejich velký rozvoj u savců jako center asociace je zodpovědný za „kreativní“ chování příslušníků této třídy – tj. schopnost učit se, přizpůsobovat se jako jedinci krátkodobým změnám prostředí prostřednictvím vhodných reakcí na základě předchozích zkušeností. Ve vývoji obratlovců se šedá hmota mozková přesunula z primitivní vnitřní polohy v hemisférách do polohy povrchové. Povrchová šedá hmota se označuje jako pallium. Z paleopalia obojživelníků se staly čichové laloky vyšších obratlovců; z dorzolaterální plochy neboli archipalia se stal hipokampus savců. Velký nervový pokrok savců spočívá ve vypracování neopalia, které tvoří většinu mozku. Neopallium je asociační centrum, dominantní centrum nervových funkcí, a podílí se na tzv. inteligentních reakcích. Naproti tomu nejvyšším centrem v ptačím mozku je corpus striatum, evoluční produkt bazálních jader mozku obojživelníků. Většina komplexního chování ptáků je tedy instinktivní. Povrch neopallií bývá u některých savců značně rozšířen konvolutací a vytváří záhyby (gyri) mezi hlubokými rýhami (sulci).