猫科动物起源于类似猎猫类的原始类型,猎猫类形态和性类似现在的猫科动物而较原始,以前作为猫科动物的一个亚科,现在则多作为独立的猎猫科 Nimravidae .猎猫科大体占据和猫科类似的生态地位,比较多样化,多数犬齿比较发达,其中有些成员如始剑虎 Eusmilus 等发展出了类似剑齿虎的发达的上犬齿,是当时厚皮动物的主要捕食者.真正的猫科诞生后向着两个方向发展,一支上犬齿逐渐延长,另一支犬齿趋于变小而身体比较灵活.上犬齿逐渐延长的这一只被归入剑齿虎亚科 Machairodontinae ,其中以晚期的剑齿虎 Smilodon 为代表.剑齿虎大概是所以史前哺乳动物中最引人注目的,体型巨大,上犬齿特别发达,可能以厚皮动物为食,并随着厚皮动物的减少而消失.如今人们将它们分为4个亚科,即猎豹亚科（Acinonychinae）、猫亚科（Felinae）、豹亚科（Pantheriinae）、猞猁亚科（Lyncinae）,共36种.
