袋貂总科Phalangeridea即双门齿类，包括澳大利亚有袋类近半数的种类，其中一些澳大利亚史前和现代最具特色，大家最熟悉的物种均属于此类。袋貂总科最显著的特征是只有一对门齿，后肢的第二、三趾愈合，看似一个脚趾长了两个爪子。袋貂总科包括了一些外表和习性相差比较远的动物，现存的成员可以分成袋貂、袋熊和袋鼠三大类，Morris为每一类单设一个科，现在一般将袋鼠设成袋鼠和鼠袋鼠两个科，而袋貂则设成7个不同的科。袋貂总科多数为植食性，一些小型的袋貂为食虫性或者杂食性，也有些食蜜或者植物的汁液。现代的有袋类中只有袋貂总科拥有较大型的有袋类，在袋狼灭绝之后，现存所有体重超过10公斤的有袋类均属此类，也只有袋貂总科拥有真正植食性成员。在史前时期，袋貂总科中还有以袋狮Thylacoleo为代表的大型肉食动物，袋狮是澳大利亚历史上最大型的肉食哺乳动物，但是和其它的肉食有袋类关系较远而属于以植食性为主的袋貂总科，其结构也与其它的肉食动物有一定差别。袋狮的主要猎物可能是当时同属于袋貂总科的大型植食性动物。史前的大型植食性动物中体型最大的是双门齿兽Diprotodon，双门齿兽和袋熊关系较密切，体型大如河马，是地球上生存过的最大型的有袋类。这些大型的有袋类在更新世结束时全部灭绝，它们的灭绝原因尚不清楚，可能和人类的到来相关。