Savci mají specifický typ lebky zvaný Synapsid. Synapsidy mají jeden otvor za okem (nazývaný temporální fenestrae), který poskytuje uchycení pro čelistní svaly. Všichni savci mají zuby stoličky, špičáku a řezáku. Savci mají tento typ lebky téměř 320 milionů let, počínaje pelycosaury (ranými Therapsidy) z Permianu (jako je Dimetrodon a Edaphosaurus).
Pelycosauři původně vykazovali stejný chladnokrevný životní styl jako současní Diapsids a Anapsids.Pelycosauři se kolébali na svých roztažených nohou, měli plazí kůži a snášeli vajíčka.Pelycosauři sdíleli téměř úplnou podobnost s plazy, až na jednu věc.Pelycosaurům se podařilo regulovat jejich teplotu.Nejstarší Pelycosauři, Archaeothyris a Clepsydrops, byli nejprve klasifikováni jako Synapsids kvůli malé díře za okem v jejich lebce.Jejich čelisti byly vyspělejší než ostatní plazi a obojživelníci, se kterými sdíleli své domovy.Jak se vyvíjeli, rostli do větších forem.Stali se největšími masožravci a býložravci na souši.
Velcí pelycosauři byli první, kteří kontrolovali svou teplotu.V Texasu si Dimetrodon a Edaphosaurus nechali na zádech narůst velké plachty, aby mohli ovládat své teplo.Kupodivu, tito permští pelycosauři nebyli první ani poslední, kteří si nechali narůst plachtu.Platyhystrix byl obojživelník z Texasu, který si také vyvinul plachtu pro regulaci teploty.Historie se v Texasu opakovala.Stejně jako Dimetrodon, Edaphosaurus a Platyhystrix si raný krokodýl zvaný Arizonasaurus vyvinul plachtu, aby mohl ovládat teplo.Ještě větší formy pelycosaurů jako Moschops (který vážil přes tunu) se vyvinuly během permu.Ty byly nakonec vyhubeny permským triasem.
Menší Pelycosauři, například Robertia, se stali mnohem úspěšnějšími a žili do triasu. Jak Pelycosauři žili do triasu, plachty stále mizely. Sphenacodon měl asi o polovinu vyšší plachtu než Dimetrodon. Pelycosauři, kteří přežili do triasu, už nepotřebovali plachtu a měli proto-srst. Pelycosauři vymřeli, ale vyvinuli se do nových forem: Cynodonti (jako Procynosuchus), Dicynodonti (jako Diictodon) a Therocephaliané (jako Theriognathus).
Therocefaliáni přežili pouze do raného triasu, zatímco dicynodontům a cynodontům se nadále dařilo. Dicynodonti byli původně malí zobákovití savci, kteří do konce triasu dorostli do větších forem (Placerias a Lystrosaurus), ale na konci triasu vymřeli. Cynodonti byli býložraví, hmyzožraví a v celém triasu se stále více podobali savcům. Největší cynodonti během triasu byli asi jako psi (Cynognathus) a stále chodili jako ještěrky. Cynodontům se nadále dařilo a vyvinuli se do nové skupiny: Eucynodonti (praví Cynodonti). První praví savci se objevili před 225 miliony let během triasu. Tyto velmi rané formy jako Repenomamus byly kompletně pokryty srstí a chodili s nohama pod sebou, místo vedle sebe. Byla to také první zvířata, která porodila živá mláďata.