鳍脚类——海狮、海象和海豹——在地质记录里一直到中新世才出现，但很可能它们是在地史上较早时期兴起的，或许是在始新世晚期或渐新世早期。因为在中新世以前没有发现过任何化石，因此不可能准确说出鳍脚类的真正祖先，然而这些食肉动物或许起源于进步的古猫兽类，或者更可能起源于早期的狗形裂脚类。现今的证据似乎说明：鳍脚类不是一个自然的类群，而是代表着两条，或许三条从狗形类起源的分离的进化路线。
在从陆生到水生的过渡中，鳍脚类的身体变成适于游泳的流线型。然而它们在这方面的适应从来没有达到鱼龙或鲸鱼那样完善。鳍脚类仍然保留了可伸缩的颈，而且从未发育出背鳍或推进用的尾鳍。在鳍脚类的祖先中，尾巴已经退化得完全不利于再转化为推进器了，因此，鳍脚类必须依靠其四肢变成桨，同时趾间有蹼。前桨用以平衡和掌舵，同时也作推进冲击作用。后桨向后，当这些动物在水中的时候，起着一种尾鳍的作用。海狮和海象的后鳍足可以随意向前或向后，借以在陆上辅助行动；海豹的后鳍足永远只能向后，所以当海豹在陆上或冰块上时，必须用腹部作弯曲动作才能使身体移动。
所有鳍脚类的牙齿都大大地改变了。门齿通常退化或缺失，大多数鳍脚类的前臼齿和臼齿再度简化为尖的锥形齿，彼此都很相似。这类型的牙齿适于捕鱼。海象有大的犬齿，颊齿数目减少，增宽成压碎用的臼，用来压碎它们所吃的和贝壳。海狮有小的外耳；在其它鳍脚类中，外耳壳完全消失。
海狮化石发现于太平洋沿岸，看来这个区域便是这类食肉动物的发源地。海象发现于太平洋和大西洋。海豹则分布很广。