De pattedyrliknende krypdyrene oppsto i karbon, og stammer fra de primitive reptilene captorinidene. De fleste reptilene i denne perioden var relativt små med lave, flate hodeskaller. De første pattedyrliknende krypdyrene var derimot ganske store rovdyr med stor og smal hodeskalle. Hodeskallen kjennetegnes av at skalletaket har en åpning bak hvert øye (mellom postorbitalknoklen, kinnbeinet (jugale) og tinningbeinet (squamosum). Denne formen for hodeskalle kalles «synapsid», i motsetning til anapsid, slik som hodeskallen til primitive reptilene og skilpadder som har tyggemuskelen skult under et massivt skalletak.