Τα πολύτροπα θηλαστικά ήταν μια ομάδα θηλαστικών που έμοιαζαν με τρωκτικά και επιβίωσαν για περίπου 120 εκατομμύρια χρόνια - τη δεύτερη μεγαλύτερη ιστορία απολιθωμάτων από κάθε άλλη σειρά θηλαστικών.
Τελικά ξεπεράστηκαν από τα τρωκτικά και εξαφανίστηκαν στις αρχές του Ολιγοκαίνου.
Είναι γνωστά τουλάχιστον 200 είδη, που κυμαίνονται από το μέγεθος του ποντικιού έως το μέγεθος του κάστορα. Τα είδη αυτά καταλάμβαναν πολλές οικολογικές θέσεις, από το να κατοικούν σε λαγούμια έως το να ζουν σε δέντρα σαν σκίουροι.
Τα πολυτράχηλα τοποθετούνται συνήθως εκτός των δύο κύριων ομάδων των ζώντων θηλαστικών, των Θηρίων (πλακούντα και μαρσιποφόρα) και των μονοτράχηλων. Ορισμένες κλαδιστικές αναλύσεις τα τοποθετούν πιο κοντά στη Theria παρά στα μονότριχα.