猞猁已知现今世上有41种猫科动物，它们都源自一千八百万年前的一个共同的祖先。这些物种源自于亚洲，且经由陆桥散布至各洲去。根据发表在《科学》上，由美国国家癌症研究所的WarrenJohnson和StephenO'Brien对粒线体基因和细胞核基因所做的研究，确定了猫的祖先在利用白令陆桥和巴拿马地峡做了至少10次洲至洲的迁徙（双向）之间，演化出了八个主要的世系。其中，豹属是最古老的，而猫属则是最年轻的。他们估计大约百分之六十的现存物种是在最近的一百万年内演化出来的。大多数的猫科动物有18或19个染色体倍性。新世界（中南美）中的猫有18个染色体倍性，这可能是导因于两个较小的染色体结合成了一个较大的染色体之故。
在此发现之前，生物学家大多不能由化石的记录中建立出猫的分类树，因为不同物种的化石看起来都很相似，主要是尺度上的不同。
猫科动物最亲近的亲戚被认为是麝猫、鬣狗和獴。所有的猫科动物都有一种基因异常，使得牠们尝不到甜味。
已知最古老的真正猫科动物（始猫）生存在渐新世和始新世的时期。在始新世时，它演化出了假猫。假猫被认为是现存的两个亚科和已灭绝的剑齿虎亚科等的最古老共同祖先。较以马刀齿猫为知的这一群动物于更新世后期开始灭绝，其包括了剑齿虎、短剑剑齿虎、恐猫和似剑齿虎。
当代猫科动物共有5个亚科，即猎豹亚科、猫亚科、豹亚科、猞猁亚科、剑齿虎亚科，共36种。
牙齿
牙猫科动物的外形均与家猫相近，十分匀称。头圆吻短，眼睛大而圆，瞳孔直立，耳朵小，而呈圆形或尖形。牙齿的数目减少，只有28-30枚，但很多牙齿的形状变得很强大，同时连带着上下颌骨也变得短而粗壮，而控制颌骨的肌肉及附着的颧弓也变得更坚强有力。门齿较小而弱，上下颌各有3对，主要作用是啃食骨头上的碎肉和咬断细筋。犬齿长而极为发达，最为突出醒目，而且还与附近的门齿及前臼齿之间保持相当的空隙，是主要的武器，用来杀伤或咬死猎物，由于前后有间隙，因此能咬得更紧，贯穿得更深。上下4枚犬齿相合，好比4支枪尖交错一般。臼齿只有1对，上臼齿退化，都是非常弱小，而且被压缩到内侧，但是下臼齿则很坚强发达。裂齿强大，又有两三个特别锐利的齿尖，上下交错，形如剪刀，可能咬穿最硬厚的牛皮或割裂最坚韧的兽肉。裂齿位置靠后，接近咀嚼肌，所以它们的强力咬切动作均后移至嘴角。
感官
猫科动物全部感觉器官都高度发达，视觉、听觉、嗅觉都好，而且触须又多又长，特别是栖息于森林中的种类，与此相关联的是大脑非常发达。具有灵敏的嗅觉，但不专靠追循嗅迹。而应用听觉和视觉则更形重要。猫类听觉很精细，能确定声源的方位。这种高度发展的能力，对潜行、跳跃式扑猎颇为重要。眼睛大而圆，在比例上是食肉动物中最大的。瞳孔富于伸缩性，在夜间能充分放开，以便最大限度地吸收光线，而在光线强烈时，小型种类的瞳孔可以缩成一条狭线，大型种类则以可缩成小圆孔，借此避免眩耀，所以既能看清黑暗中的物体，也能看清强光下的物体。视网膜包括有圆锥细胞、圆柱细胞，能区别颜色，对短波光线的感受，超过人类的六倍，所以对骤然的黑暗，猫眼睛亦比人类更能适应，调整的更快。在夜间，当光线射入眼睛所见到的反射光，是由于透明视网膜色素层的特殊反射现象，这种现象在夜行性食肉兽中均可见到，而猫类则较显著。触须、眉毛和上臂下端的长而硬的刚毛，均与神经相通，司触觉作用，尤其是触须，就象汽车头上的指示杆，在黑暗中可借以探寻可通过的路径，所以在茂密的森林中夜间活动，比在草原中更需要触须的帮助。舌头的主要功用不是司味觉，因为它们的味腺小而不发达，而且进食的时候狼吞虎咽，好象也不太需要品尝滋味，但是舌上有又多又密的舌刺，为其他食肉类所少见。舌刺的尖端朝后，属于角质，很硬，其功用是把骨头上面的余肉舔食干净。在正常光照条件下、家猫和野猫有同样敏锐的视觉。
身体
肌肉猫科动物的身体和四肢长短适中，体型瘦削，但肌肉发达，结实强健。颈部粗短，以便承受头和牙齿的猛烈咬啮动作而引起的震动。四肢较短，但粗壮而沉重。趾行性，前肢5趾，但拇趾高而小，后肢四趾，所以着地的脚印前后都只现出四趾。除猎豹外，爪均弯曲锐利，能伸缩，而且有爪鞘的保护，灵活的各趾与能伸缩的利爪相结合，有两对弹性韧带，拉起末端趾节，爪便缩入爪鞘内。当屈肌缩短，连接末端趾节的肌肉收缩，使趾节弯曲向下，爪随即伸出，这样既可以避免趾尖磨钝，又免得触地出声，使四肢，特别是前肢成为完善的捕食器官，其功用为抓攫、撕裂和打击，作为一项攻击的武器，爪的作用尚先于齿，即必须先用爪抓着猎物，然后才能用牙去咬。不同的种类攻击的方式及姿态均不尽相同，而且与目标的大小、实力及当时的情况（静立、行动、位置、时间等等）都有关联。有时是跳到猎物背上，以两掌抓着它的颈部和吻部，猛力把它的头扭转甚至拧折；有时是由下面抓着猎物的喉咙，撕裂或按在地上闷死；有时是在抓住之后，用犬齿咬断颈椎；甚至有时只需猛力一掌，就把猎物的颈部击折了。它们在行走和奔跑都采用趾行性，跖不着地，因此重心向前，特别轻捷而富于弹力，跳跃的能力也远远超过其他食肉类动物。着地的是各趾的趾垫和掌中的肉垫，所以悄无声息，这也是其采用埋伏和奇袭等特殊的猎食方式所必需的。
皮毛
骨骼猫科动物在线条上一般显得非常优美悦目，全身毛被密而柔软，有光泽。体色由灰色到淡红、浅黄以至棕褐色，在食肉类中是毛色绚丽的类群。在毛色和花纹方面则有很大变化，有的有斑点（如豹和雪豹），有的有斑纹（如虎），有的兼具斑点、斑纹（如虎），有的则完全没有花纹或者花纹极少（如狮、美洲狮），这些都与它们的生境具有密切的关系，但是毛色和花纹也不全是取决于保护色的作用，其他因素还包括栖息地的温度、湿度、光线等，温度高、湿度大及森林中光线微弱，毛色通常较深，反之，如果温度低、阳光充足、气候干燥，毛色就会变淡。猫科动物的尾巴粗细一致，除少数种类外，均比较长，末端钝圆。[1]
方法
第一种是老虎、狮子、它们接近猎物之后，第一种办法是咬断猎物的喉咙，将猎物致死。第二种它是跳到猎物的背上，将猎物的脊椎咬断，这样使动物死掉。第三种就是趴到动物的背上，把动物的颈椎咬断。
第二种就是美洲虎的捕食办法，它比较干脆，不去咬脖子，从来不咬猎物的脖子，是直接咬猎物的头骨，它能把猎物的头骨洞穿，也就是说给咬透了，所以说它的上下颚力量是非常大的。
还有一种就是猎豹的捕食办法，猎豹的捕食办法呢，它仅仅是咬动物的喉咙。因为它的犬齿比较细、比较小，它只能用这种办法靠追逐咬动物的喉咙，然后让动物窒息而死。还有一种就是豹子的办法，它是把动物，也是采取老虎、狮子的办法，它把猎物往往是拖到树上挂起来，避免其他的动物这种掠夺，所以说它捕食的办法有这几种。
技巧
1、坐等，尤其分布在森林里面的，或者是我们说叫稀疏草原这个地方的猫科动物，它都是叫伏击式的，在等。还有一种是豹子突然从树上跳下来，这种等往往适合于地面不是很开阔，像森林这些地带，并且食物相对也比较丰富的地区。独居的猫科动物，往往都采取坐等的办法这种策略，就是坐等的策略，来捕食动物。
2、追击式，采取这种策略的呢，往往是在草原地区分布的猫科动物。非洲狮、猎豹，它都采取一种追逐式的办法。
3、集群。依靠集群的力量来达到捕到猎物的目的，这也就是叫做集群的捕捉，这是一种技巧。
4、所有的猫科动物在捕食猎物的时候，它有这种倾向性去捕捉老弱病残者。这些猎物是比较容易获得到的，它比强壮的个体比较容易被抓到，所以说，它还有这种倾向性。
5、猫科动物很聪明，就是它绝对不去捕捉那些潜在危险，非常大的猎物。除了这种做法会给它获得巨大的收益的时候，比如说它不是很饿的时候，它永远不去招惹大象、永远不去招惹那种非洲野牛，也不去招惹长颈鹿。当这个群体确实食物非常短缺了，并且这个群很大，没有足够的食物，满足不了的时候，它会冒很大的风险。因为这一餐可能要满足我一个狮群的食物的时候呢，它可能冒这种风险。但是一般，只要有潜在危险的猎物，它采用的技巧，就是我躲开，我不去捕捉你。但是在群居的时候是这样，而很多独居的猫科动物呢，它就有一种天生避开危险的办法，就是它能很好地捕捉到猎物，并且不被猎物伤害。这里最典型的就是美洲狮跟虎，它们都具有既捕捉到猎物，而又不被伤害的这种能力。[2]
繁殖对于猫科动物、对所有的动物，也都是非常重要的。只有繁殖才可以得到种族的延续，那么猫科动物的繁殖呢，它有这么几个特点：
第一个它的交配性，猫科动物的繁殖是具有极强的季节性。
第二，大多数的猫科动物都是独居的，所以说，它独居之后形成叫季节性的单配性，就是一公一母在某一季节，进行这种交配。[2]
猫科动物在《濒危野生动植物种国际贸易公约》中，有狞猫、云豹、虎等20种被列入附录I，其余所有种均被列入附录II。中国将云豹、豹、虎和雪豹4种列为国家I级保护动物，猞猁、草原斑猫、荒漠猫、丛林猫、兔狲、金猫和渔猫列为II级保护动物。[1]
薮猫小型猫科动物与大型猫科动物的主要区别不在于体型，而是小型猫科动物不发出吼叫声。猫亚科成员无论体型大小，均擅长爬树，其中有些种类是在树上捕猎的高手，如美洲的长尾虎猫，其习性类似一些树栖的灵猫科成员，也有些成员比较常在地面活动，擅长奔跑和跳跃，如非洲的薮猫，体型颇似小型的猎豹。猫亚科中人们最熟悉的当属家猫，被人们带到世界各地。
豹亚科成员又统称大型猫科动物，可以发出吼声，包括新猫属和豹属，除了一种分布于美洲外，其余均限于亚洲和非洲，特别是亚洲。新猫属仅包括云豹一种，分布于中国南方和东南亚一带。云豹是体型最小的大型猫科动物，比小型猫科动物中体型较大的成员还要小些，也有人将云豹归入小型猫科动物。云豹也是现存比较原始的猫科动物，其犬齿比较发达，其犬齿的比例是现存猫科动物中最大的。云豹是树栖性动物，生活于森林地带，爬树技术非常高。豹属即5种“大猫”，每种可自成一个亚属，都是人们熟悉的大型食肉动物，是最强有力的捕食者。
狮子虎分布于亚洲东部、南部和西部，从寒冷的北方森林到热带雨林均能见到。现在西亚和很多地区的虎已经消失，其它地区的虎也均处于濒危状态。豹是豹亚科中分布最广泛，数量最多的一种，分布于亚洲和非洲的广大地区，适应从寒温带到热带的不同气候以及从森林到草原的不同生存环境。雪豹分布局限于亚洲的高原和高山地区，是仅有的分布于高海拔地区的大型猫科动物。雪豹外形似豹而猫较长，尾巴也长，是高山上的顶级捕食者。美洲虎或称美洲豹是美洲仅有的大型猫科动物，体型介于虎和豹之间，花纹似豹而斑点较大，环形斑中还出现黑点。美洲虎是拉丁美洲体型最大，最凶猛的食肉动物。
猫亚科felinae
丛林猫野猫wildcat(felissilvestris)猫属
荒漠猫chinesedesertcat(felisbieti)猫属
丛林猫junglecat(felischaus)猫属
沙猫sandcat(felismargarita)猫属
黑足猫blackfootedcat(felisnigripes)猫属
兔狲pallas'cat(otocolobusmanul)兔狲属
薮猫serval(leptailurusserval)薮猫属
亚洲金猫asiangoldencat(catopumatemmincki)金猫属
非洲金猫africangoldencat(profelisaurata)非洲金猫属
婆罗洲金猫borneanbaycat(catopumabadia)金猫属
西表猫iriomotecat(prionailurusbengalensisiriomotensis)豹猫属
锈斑猫rustyspottedcat(prionailurusrubignosus)豹猫属
豹猫leopardcat(prionailurusbengalensis)豹猫属
渔猫fishingcat(prionailurusviverrinus)豹猫属
扁头猫flatheadedcat(prionailurusplaniceps)豹猫属
细腰猫小斑虎猫oncilla(leopardustigrinus)虎猫属
长尾虎猫margay(leoparduswiedii)虎猫属
细腰猫jaguarundi(herpailurusyaguarondi)细腰猫属
南美草原猫pampascat(oncifeliscolocolo)草原猫属
南美林猫kodkod(oncifelisguigna)草原猫属
乔氏猫geoffrey'scat(oncifelisgeoffroyi)草原猫属
安第斯山猫andeanmountaincat(oreailurusjacobita)山猫属
猞猁eurasianlynx(lynxlynx)猞猁属
西班牙猞猁iberianlynx(lynxpardinus)猞猁属
加拿大猞猁canadianlynx(lynxcanadensis)猞猁属
短尾猫bobcat(lynxrufus)猞猁属
狞猫caracal(caracalcaracal)狞猫属
美洲狮豹亚科pantherinae
石纹猫marbledcat(pardofelismarmorata)石纹猫属
云豹cloudedleopord（neofelisnebulosa)新猫属
雪豹snowleopord（unciauncia)雪豹属
豹leopord(pantherapardus)豹属
美洲虎jaguar（pantheraonca）豹属
狮lion(pantheraleo)豹属
虎tiger(pantheratigris)豹属
猎豹亚科acinonychinae
猎豹cheetah(acinonyxjubatus)猎豹属
基因研究对猫科的分类提出了一个更精确的分类法：
云豹世系2:纹猫属、金猫属
世系3:薮猫属、狞猫属、非洲金猫属
世系4:虎猫属
世系5:猞猁属
世系6:美洲金猫属、细腰猫属、猎豹属
世系7:豹猫属
世系8:猫属
1、虎(长约150-300cm，重约100-350kg)，猫科之王，孟加拉国国虎最凶猛，华南虎次之，苏门答腊虎最小，东北虎体型最大但比较乖，据说东北虎极少攻击人是因为人的肉少不够吃，但愿如此。
2、狮(长约130-250cm，重约90-300kg)，猫科中的另类：唯一群居的猫类；也是唯一雌雄两态的猫类，其它猫类的公母要看关键部位才看得懂；唯一吃腐食的猫类，其它猫类闻到异味的死尸理都不理；猫科动物以体态匀称着称，而雄狮明显不成比例，脑袋大得夸张，而后肢力量不足；猫科也以讲究卫生出名，唯独狮子好像不这么看。
美洲豹4、美洲狮(山狮，长约105-210cm，重约60-110kg)，最大的小猫，猫科中的攀岩冠军。性情温驯，不屑与人一般见识。
5、豹(包括非洲花豹、金钱豹、远东豹等，长约90-200cm，重约50-100kg)，身手最华丽的大猫。
6、猎豹(印度豹，长约100－150cm，重约30-65kg)，陆地哺乳动物的短跑冠军，一百米仅需2秒多。准确的说它是半群居动物，幼猎豹的爪子也会半收缩。
7、雪豹(长约90-135cm，重约30-75kg)，猫科中的跳跃冠军，海拔最高的猫类，雪山之神，极其漂亮，。
8、猞猁(欧亚猞猁，长约80-130cm，重约20-35kg)，最大的猞猁。
9、西班牙猞猁(伊比利亚猞猁，长约85-110cm，重约15-25kg)
10、加拿大猞猁(长约80-110cm，重约10-20kg)，最温顺的猞猁。
11、云豹(长约75-110cm，重约11-23kg)，猫科中的爬树冠军。
狞猫13、短尾猫(长约75-110cm，重约6-15kg)，体型最小的猞猁。
14、薮猫(长约65-100cm，重约9-18kg)，最古怪的猫类，体形与雄狮刚好相反，脑袋小得有点夸张.
15、金猫(亚洲金猫，长约50-105cm，重约12-16kg)，所有金猫类都像是美洲狮(美洲金猫)的小号版。
16、虎猫(长约65-100cm，重约11-16kg)，最大的虎猫。
17、非洲金猫(长约60-102cm，重约9-14kg)
18、渔猫(长约65-95cm，重约6-12kg)，猫科中游泳潜水冠军，又是捕鱼冠军，爪间有蹼，其在水中可闭气可达十余分钟。
长尾虎猫20、荒漠猫(长约60-85cm，重约4.5-9kg)，最能吃苦的猫类。
21、细腰猫(长约55-70cm，重约4-9kg)，长相有点象黄鼠狼
22、长尾虎猫(长约45-80cm，重约4-9kg)
23、山原猫(安第斯山猫，长约57-64cm，重约4-7kg)，专家最不了解的猫类，以至连它的食谱也是靠推测得出的。
24、南美草原猫(长约55-75cm，重约3-7kg)
25、乔氏猫(长约45-75cm，重约3-8kg)
26、野猫(欧林猫，所有猫属都象猫，简称猫，包括家猫，长约45-75cm，重约3-8kg)最嗜杀的猫类，不是奉承，的确如此。家畜中家猫的野性最强，放到野外马上可变成野猫。
27、豹猫(包括西表猫,长约40-65cm，重约4.5-6.5kg)，最大的豹猫。
28、婆罗洲金猫(长约53-67cm，重约2.3-4.5kg)，最小的金猫。
29、兔狲(长约50-65cm，重约2-4.5kg)，猫科中的极品，其实它才是真正最可爱的猫类，捧在手心里简直就是一个毛球。但因皮毛珍贵，常被成为毒杀对象，这种人还真下的了手。
30、云猫(纹猫、小云豹，长约45-60cm，重约2-6kg)，最小的大猫，云豹的缩小版，和它兄长一样是树间高手。
31、沙猫(长约40-57cm，重约2-3kg)，猫科中的捕蛇冠军。
锈斑豹猫33、南美林猫(长约40-55cm，重约1.8-2.5kg)，最小的草原猫。
34、小斑虎猫(长约40-55cm，重约1.5-2.3kg)，最小的虎猫。
35、黑足猫(长约33-50cm，重约1-2kg)，最小的猫。
36、锈斑豹猫(长约35-48cm，重约1.1-1.6kg)，最小的豹猫，也是最小的猫科动物。
