Žinduolių salėje sistematine tvarka išdėstyta apie 280 Lietuvos ir kitų pasaulio kraštų vandens ir sausumos žinduolių rūšių. Tai – 350 iškamšų, 3 muliažai, 23 kaukolės. Eksponuojama apie 90 proc. visų Lietuvoje gyvenančių žinduolių rūšių.
Muziejus didžiuojasi turėdamas pačius primityviausius žinduolius – trumpasnapę echidną ir ančiasnapį. Gausu Pietų Amerikoje gyvenančių šarvuočių, tinginių, skruzdėdų ir kt. eksponatų, parvežtų prof. T. Ivanausko iš ekspedicijos į Braziliją.
55 eksponuojamų žinduolių rūšys įtrauktos į Tarptautinę raudonąją knygą: gepardas, Amūro tigras, baltasis lokys, snieginis leopardas, didžioji skruzdėda, orangutanas ir kt. 14 rūšių įtrauktos į Lietuvos raudonąją knygą.
Salėje įrengtos dioramos: „Pilkieji vilkai“, „Upiniai bebrai“, „Baltasis lokys“, „Liūtai“ ir „Rudosios lapės“ bei įspūdingai atrodanti biologinė grupė „Stumbrai“.
Ekspozicijoje galima pamatyti įspūdingų dydžių žinduolių: aukščiausią pasaulio gyvūną – žirafą, greičiausią žinduolį – gepardą, stambiausią sausumos plėšrūną – baltąjį lokį ir mažiausią ne tik Lietuvoje, bet ir pasaulyje – žebenkštį, mažiausią Lietuvos žinduolį – kirstuką nykštuką.
Afrikinis dramblys – pats didžiausias sausumos žinduolis, per dieną suėdantis apie 150 kg maisto.
Avijaučiai paskutiniame ledynmetyje gyveno Sibire bei Europoje iki Ispanijos, kartu su mamutais, gauruotaisiais raganosiais ir šiaurės elniais. Atšilus klimatui Eurazijoje gyvenę išnyko, bet iki šiol išliko jų populiacijos Šiaurės Amerikos žemyno arktinėje tundroje.
Avijaučiai – ilgiausią kailį turintys gyvūnai. Jų akuotai yra beveik 1 m ilgio.
Baltaliemenis tapyras išoriškai labiau panašus į kiaulę, nors yra artimas raganosio giminaitis. Fosilijos patvirtino mokslininkų teoriją, kad tapyrinių šeimos gyvūnai Žemėje gyveno jau prieš 20 milijonų metų ir nuo to laiko beveik nepasikeitė.
Tapyro straublį, kaip ir dramblio, sudaro su viršutine lūpa suaugusi nosis, kurios gale yra šnervės. Gyvūno straublys nedidelis, tačiau labai judrus.
Didžioji miegapelė – miegapelinių šeimos graužikas. Tai pati didžiausia Lietuvos miegapelė. Lietuvoje dažniausiai gyvena senuose ąžuolynuose ir brandžiuose mišriuose miškuose su senais ąžuolais ir lazdynų traku.
Didžiosios skruzdėdos neturi dantų, o burna tokia maža, kad vargiai galėtume įkišti į ją pirštą. Pradraskiusios tvirtą termityną, jos ilgu ir lipniu liežuviu traukia termitus. Liežuvis gali būti net 60 cm ilgio.
Gepardai aptinkami Rytų ir Pietų Afrikoje. Vieną porūšį – sparčiai nykstantį Azijos gepardą – galima aptikti tik Irane. Manoma, kad jų laisvėje gyvena vos keli šimtai.
Gepardas vos per dvi sekundes gali pasiekti septyniasdešimt penkių kilometrų per valandą greitį. Laisvėje gyvenantys gepardai didesniu nei šimto kilometrų per valandą greičiu gali bėgti apie trisdešimt sekundžių.
Gepardas – ne tik greičiausias sausumos žinduolis, bet ir sparčiausiai nykstanti didžioji katė. Kadaise gausiai paplitę Azijoje ir Afrikoje, šiandien jie yra įtraukti Tarptautinę raudonąją knygą. Buveinių praradimas ir grobio trūkumas kelia grėsmę šių kačių išlikimui. Manoma, kad laisvėje liko mažiau nei 7000 suaugusių gepardų.
Kapibara – stambiausias graužikas pasaulyje, daug laiko praleidžiantis vandenyje, puikiai plaukiojantis ir nardantis. Paplitęs Pietų Amerikoje į rytus nuo Andų kalnų.
Kirstukas nykštukas – pats mažiausias žinduolis Europoje. Yra toks mažas, energingas ir sunaudoja tiek daug energijos, kad turi maitintis kas 4–6 valandas, kitaip jam gresia bado mirtis.
Paprastasis šakalas (Canis aureus) – natūraliai paplitęs šiaurės rytų Afrikoje, pietų ir pietvakarių Azijoje bei pietų Europoje.
Paprastieji šakalai Lietuvoje ir kitose Baltijos šalyse pastebimi daugiau nei penkerius metus.
Paprastasis šakalas savo išvaizda panašus į pilkąjį vilką, tačiau šakalas mažesnis, jo kojos ir uodega trumpesnės. Galva taip pat smulkesnė nei vilko – mažiau iškili kakta, siauresnis snukis.
Paprastieji šakalai gyvena poromis. Tarpusavyje bendrauja garsiniais signalais, snukio mimika. Šakalas aktyvesnis tamsiuoju paros metu, bet medžioja ir dieną. Šis gyvūnas minta vidutinio dydžio ir smulkiais žinduoliais, ropliais, dvėsena, vaisiais, stambiais vabzdžiais, kitų plėšrūnų maisto likučiais. Tėvai jaunikliams maisto neša skrandyje. Pasitaiko atvejų, kai suaugę jaunikliai su tėvais lieka gyventi 1–2 m. ir padeda ginti teritoriją.
Šakalai buvo aktyviai medžiojami Balkanų šalyse. Šiame regione apie 1960 m. šakalų populiacija buvo beveik išnaikinta. Netrukus tuo susirūpinta ir šie plėšrūnai pradėti saugoti. Šiuo metu paprastieji šakalai Tarptautinėje raudonojoje knygoje priskiriami susirūpinimo nekeliančių rūšių kategorijai, jų populiacija auga.
Raganosiams gresia didžiulis išnykimo pavojus, didelė ragų paklausa ir kaina skatina šių žvėrių naikinimą. Dar viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl raganosių liko mažai, – tai jų nedidelis vislumas. Patelė kas 2–4 metus atsiveda po vieną jauniklį. Todėl, kad raganosių popiuliacija atsikurtų, reikia daug laiko.
Tai vieninteliai žinduoliai, kurie prisitaikę aktyviai skraidyti.
Dalis šikšnosparnių, taip pat ir rudasis nakviša, orientuojasi skleisdami ultragarsą ir ausimis gaudydami grįžtantį aidą.
Šiaurinis elnias (Rangifer tarandus), elninių šeimos poranagis žinduolis. Gyvūnas yra paplitęs Eurazijos šiaurėje, Šiaurės Amerikoje, Grenlandijoje, Arkties vandenyno salose. Šiaurės Amerikoje gyvenantis šiaurinio elnio porūšis vadinamas karibu. Lietuvoje šiaurinis elnias gyveno vėlyvojo ledynmečio laikotarpiu. Kauno Tado Ivanausko zoologijos muziejuje eksponuojamos ne tik šiaurinių elnių iškamšos, bet ir Lietuvoje gyvenusių šios rūšies gyvūnų ragai.
Šiauriniai elniai – migruodami nukeliauja tolimus atstumus. Žiemą jie pradeda judėti į pietus ir per metus gali nukeliauti daugiau nei 1 000 kilometrų. Šaltuoju metų laiku svarbiausias maisto šaltinis – kerpės.
Šiauriniai elniai prisitaikę išgyventi atšiauriomis sąlygomis. Jie gali toleruoti -60 °C šaltį. Be daugeliui šiaurės šalyse gyvenančių gyvūnų būdingų ypatybių – kaupiamo riebalinio sluoksnio ir dvisluoksnio kailio – jie turi tolimoms kelionėms sniegynuose pritaikytas kanopas.
Šiauriniai elniai Tarptautinėje raudonojoje knygoje yra priskiriami pažeidžiamoms rūšims. Kraštovaizdžio pokyčiai, infrastruktūrų plėtimasis šių gyvūnų migracijos keliuose jiems yra ypač pavojingi. Grėsmę taip pat kelia klimato šiltėjimas – jie tampa jautresni ligoms ir parazitams.
Skujuočio kūnas ilgas, snukis ištįsęs, nasrai siauri, žandikauliai be dantų, liežuvis ilgas. Kūną dengia raginiai žvynai. Tvirti žvynai ir gebėjimas susisukti į kamuolį patikimai saugo nuo priešų.
Minta skruzdėlėmis ir termitais, kurių ieškodami stipriomis priekinėmis letenomis rausia urvus ir ardo tvirtus termitynus, o radę renka vabzdžius ilgu lipniu liežuviu. Gyvūnai gali greitai bėgti – jie atsistoja ant užpakalinių kojų, sulenkia priešais save priekines kojas, o ilga uodega palaiko pusiausvyrą.
Lėčiausi pasaulyje žinduoliai – tripirščiai tinginiai. Jie juda 11–16 m/val. greičiu.
Priešingai nei kiti nepilnadančiai, tinginiai neėda skruzdėlių – jie minta lapais ir vaisiais. Tinginio kailis auga į priešingą pusę nei daugumos žinduolių. Kai tinginys kybo aukštym kojomis, jo kailis būna nukaręs žemyn, ir kai lyja, vanduo nuo jo nuteka.
Echidnos dar vadinamos spygliuotomis skruzdėdomis, nes jos yra spygliuotos ir minta skruzdėlėmis, termitais, kirmėlėmis ir vikšrais. Jos gyvena įvairiose buveinėse – miškuose, dykumose, kalnuose ir Australijos bei Naujosios Gvinėjos stepėse.
Žebenkštis – mažiausias plėšrus žinduolis pasaulyje.
Žirafos – aukščiausi žinduoliai pasaulyje.
Žirafos turi lygiai tiek pat kaklo slankstelių, kaip ir dauguma žinduolių, tačiau jie yra gerokai ilgesni.