胎生等方式繁衍，胚胎由多层膜来保护。在真兽类哺乳动物，更演化出羊膜来包覆胎儿。羊膜动物与两栖动物的差异在于保护胚胎的膜，与缺乏幼体变形为成体的阶段。根据较广泛的定义，第一个羊膜动物是"Casineria kiddi"，生存于3亿4000万年前，属于爬行形类（Reptiliomorpha），外表类似小型蜥蜴。羊膜动物的蛋可处在远离水的环境，使牠们可迁移入更干燥的环境。羊膜动物的蛋可以交换空气并排放废物，使蛋与羊膜动物往更大尺寸的趋势演化发展。羊膜动物散佈于全球，并成为优势陆地动物。羊膜动物主要分为两个演化