حجم المخ هو جزء مهم من تشريح الثدييات، وقد درسه العلماء كمؤشر محتمل للذكاء، ويتم تحديد حجم المخ عادة بالوزن على الرغم من أنه يمكن قياس المخ أيضا بحجم الجمجمة، في حين أن حجم المخ يرتبط في الغالب بحجم الجسم، وإن نسبة كتلة المخ بالنسبة إلى كتلة الجسم ليست هي نفسها دائما.

- حوت العنبر :

أكبر مخ لدى الثدييات ينتمي إلى حوت العنبر، وحوت العنبر يعتبر واحدا من أكبر الحيتان في البحر، ويتكون رأس حوت العنبر من (25-35)% من طول جسمه بالكامل، ويبلغ وزن مخ حوت العنبر البالغ الناضج 18 رطلا، ويمكن أن يصل حجمه إلى 500 سم مكعب تقريبا، وعلى سبيل المقارنة، فإن مخ الإنسان يبلغ حوالي 80 بوصة فقط، وبالمقارنة مع الحجم الاستثنائي لحوت العنبر، فإن المخ نفسه ليس بهذه الضخامة فكتلة المخ تبلغ فقط 0،2٪ من إجمالي كتلة الجسم.

- الفيل :
الفيل من الثدييات الحية التي تعيش في البرية التي لديها أكبر مخ في العالم، ويمكن أن ينمو مخ ذكور الفيل البالغ ليبلغ 12 رطلا، وكما هو الحال مع حوت العنبر، فإن مخ الفيل يشكل القليل من كتلة الجسم الكلية للفيلة، ويمثل مخ الفيل حوالي 0.1 في المئة من كتلة الجسم، ويقع بشكل فريد في مؤخرة رأسه، وليس في المقدمة.

- الدولفين :
الدلافين تعرف بأنها من الثدييات عالية الذكاء، والدلافين لديها حجم المخ وكتلة المخ بالنسبة إلى كتلة الجسم يشبه إلى حد كبير البشر، وبالرغم من أن وزن مخ الدلافين أعلى من وزن المخ البشري والذي يبلغ 3.5 رطل، إلا أن مخ الدلافين يشكل حوالي 1.19 في المائة من إجمالي كتلة الجسم، أي أقل بقليل من الإنسان، والدلفين مثل الإنسان لديه قشرة نيوكورتيكس كبيرة بالمقارنة مع الحيوانات الأخرى، والقشرة المخية الحديثة هي جزء من المخ المسؤولة عن التفكير والوظائف المعرفية العليا.

- الإنسان:
البشر أيضا توجد في قائمة الثدييات التي لديها أكبر مخ، وذلك من خلال المخ الذي يمكن أن يصل وزنه إلى 3.1 رطل، وهذا يمثل حوالي 2.1 في المائة من الجسم، ويتكون مخ الإنسان من ثلاثة أجزاء رئيسية هي المخ (الجزء الأمامي من المخ)، والمخيخ (الجزء الأوسط من المخ) وجذع المخ (الجزء الخلفي من المخ)، ويحتوي المخ البشري على القشرة المخية الحديثة، وهو القسم الأكبر والأكثر تميزا في المخ، وينقسم مخ الإنسان إلى نصفين، ويسيطر كل منهما على الجانب المعاكس من الجسم، فيتحكم النصف الأيسر من المخ في الجانب الأيمن من الجسم ، ويسيطر النصف الأيمن من المخ على الجانب الأيسر من الجسم.