Evoluția
Monotremele adaptate la mediul acvatic, asemănătoare cu ornitorincul, probabil au evoluat dintr-un monotrem terestru mai generalizat. Prima fosilă a unui monotrem similar cu ornitorincul datează de aproximativ 110 milioane de ani, în perioada Cretacicului timpuriu, când Australia era încă legată de America de Sud prin Antarctica. Până de curând, acest monotrem din Cretacic (Steropodon galmani) era plasat în familia ornitorincului, însă, pe baza unor studii moleculare și a structurii dentare, este acum clasificat într-o familie proprie, Steropodontidae.
Obdurodon
Familia actuală a ornitorincului (Ornithorhynchidae) include genurile dispărute Monotrematum (care datează din Eocenul Paleocenului, cu aproximativ 61 milioane de ani în urmă) și Obdurodon (care ar fi apărut prima dată în perioada dintre epocile Oligocen și Miocen, acum aproximativ 23 milioane de ani) și genul actual Ornithorhynchus. Descoperirea speciei M. sudamericanum în sedimente patagoniene vechi de 62 de milioane de ani a confirmat că ornitorincii au fost odată distribuiți pe continentele sudice care erau legate geografic (Gondwana). Speciile de Monotrematum și Obdurodon aveau dinți funcționali și erau mai robuste decât ornitorincul modern, Obdurodon ajungând până la o lungime de 60 cm.
Steropodon galmani
