除小鼠和大鼠外，其他哺乳类模式动物(如家兔、犬、小型猪和非人灵长类)等动物在生物医学研究中也发挥了重要作用，特别是在一些人类疾病研究中发挥独特的作用。家兔在心血管疾病中的应用非常广泛，作为生物反应器也是很好的选择。家兔的眼球比较大，在眼科研究时较为便利。犬与人类关系密切，具有360种遗传性疾病和人类一样等显著特点，有望成为研究人类疾病的重要模式动物。小型猪作为实验动物模型，最近几年得到相当的重视，特别是与器官移植相关的研究。利用核移植技术培育了1,3-半乳糖基转移酶基因敲除猪，人CD55/CD59转基因以及其他移植相关基因的修饰，推动了小型猪用于异种器官移植的研究和应用。

猴等灵长类动物与人类近亲，在形态结构、生理功能和生化代谢方面同人类非常相似，其实验结果最容易应用于人类。体细胞克隆狲猴等灵长类动物的工作正在进行中。