盤竜類など初期の単弓類は同時代の双弓類と同様に変温動物であったと推定される。背中の帆や異様なまでに肥大化した胴体など、内分泌系によらない体温の調節用と思われる形質を発達させたものが多数認められている。しかしその一方で、そういったものを持たない盤竜類も繁栄していた。かれらに取って代わった獣弓類はこれらのグループから現れたといわれる。獣弓類は初期のグループこそ盤竜類と大差ない生物であった。時代が進むにつれ二次口蓋や体毛、足の直立化など、内分泌系による体温の恒常性を獲得しつつあったと思われる形質が発達する。同時に変温動物においては体内リズムの維持に密接な関わりがあるとされる頭頂孔も縮小している。盤竜類や初期獣弓類は大きな頭頂孔を持っていたが次第に縮小、キノドン類段階において消失している。しかし単孔類などはやや恒温性が不完全なことから、現生哺乳類のような高度な体温恒常性を獲得したのは獣亜綱（有胎・有袋）以降であろうといわれている。
顎関節と内耳.
爬虫類や哺乳類以外のほぼ全ての単弓類は顎の関節を構成する骨は方形骨と関節骨と呼ばれる骨であり、下顎も複数の骨で構成されていた。しかし、獣歯類においては歯骨（下顎の歯を納める骨）が大型化していく傾向があった。更にキノドン類の哺乳類に至る系統では拡大した歯骨が麟状骨（側頭骨の一部）と接触、方形骨ー関節骨と麟状骨ー歯骨の二つの顎関節が併存することになる。そして、哺乳類（と一部の哺乳形類）段階で方形骨と関節骨が顎関節から外れ、内耳へと移動している。これには、四肢の直立化が関わっているとされる。盤竜類段階においては腹這いに近い状態であったが故に、地面に顎をつけ、そこから獲物や外敵の振動を下顎で拾い上げて内耳に伝えていた。しかし、獣弓類において四肢が直立に近づくとともに頭は高く持ち上げられ、地面から離れてしまった。そのため空中の音を聞くための聴覚を強化する必要があったからである。
口蓋.
肋骨.
上記のように低酸素の環境下で呼吸効率を高める必要が生じたため、腹部の肋骨が縮小している。おそらくはほぼ同時期に横隔膜が形成され、胸郭と腹郭が分けられた。これにより呼吸の効率が上昇した。一方恐竜はより効率的な呼吸システムである気嚢を発達させていた。これが中生代における両者の明暗を分けることになった可能性がある。