界： 动物界 Animalia
门： 脊索动物门 Chordata
纲： 哺乳纲 Mammalia
目： 食肉目 Carnivora
科： 猫科 Felidae（G. Fischer de Waldheim, 1817）
亚科
猫亚科 Felinae
豹亚科 Pantherinae
剑齿虎亚科 Machairodontinae
分类猫亚科 Felinae
猎豹属 Acinonyx
猎豹 Acinonyx jubatus
狞猫属 Caracal
狞猫 Caracal caracal
金猫属 Catopuma
婆罗洲金猫 Catopuma badia
金猫 Catopuma temminckii
猫属 Felis
荒漠猫 Felis bieti
猫 Felis catus
沙猫 Felis margarita
黑足猫 Felis nigripes
野猫 Felis sylvestris
丛林猫 Felis chaus
虎猫属 Leopardus
虎猫 Leopardus pardalis
小斑虎猫 Leopardus tigrinus
长尾虎猫 Leopardus wiedii
薮猫属 Leptailurus
薮猫 Leptailurus serval
猞猁属 Lynx
加拿大猞猁 Lynx canadensis
猞猁 Lynx lynx
西班牙猞猁 Lynx pardinus
短尾猫 Lynx rufus
纹猫属 Pardofelis
纹猫 Pardofelis marmorata
豹猫属 Prionailurus
豹猫 Prionailurus bengalensis
西表猫 Prionailurus iriomotensis
扁头猫 Prionailurus planiceps
锈斑猫 Prionailurus rubiginosus
渔猫 Prionailurus viverrinus
非洲金猫属 Profelis
非洲金猫 Profelis aurata
美洲金猫属 Puma
美洲狮 Puma concolor
细腰猫 Puma yagouaroundi
草原猫属 Oncifelis
南美湿地猫 Oncifelis braccatus
南美草原猫 Oncifelis colocolo
南美林猫 Oncifelis guigna
乔氏猫 Oncifelis geoffroyi
潘帕斯猫 Oncifelis pajeros
山原猫属 Oreailurus
山原猫 Oreailurus jacobita
兔狲属 Oreailurus
兔狲 Oreailurus manul
豹亚科 Pantherinae
云豹属 Neofelis
云豹 Neofelis nebulosa
婆罗洲云豹 Neofelis diardi
豹属 Panthera
狮 Panthera leo
美洲豹 Panthera onca
豹 Panthera pardus
虎 Panthera tigris
雪豹属 Uncia
雪豹 Uncia uncia
另一种分类
基因研究对猫科的分类提出了一个更精确的分类法：
世系1: 豹属、雪豹属、云豹属
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
体型构造以及分类原因全世界现存猫科动物约有38种。世界各大陆均有分布，但不见于大洋洲、马达加斯加、南极洲等地。我国共产有6属13种。
猫科各种的雌雄性个体彼此相似。仅雄性头部粗圆、个体大些。只有雄狮颈部生有长毛，是明显的雌雄异型。猫科各种间，常彼此相似，我国的“照猫画虎”之说法，就反应着它们的形态雷同。猫类的染色体数目，均为2n=38，只有南美鼬猫（leopardus）为36是唯一的例外。猫类的身体哦大小有明显差异，成体身长30—3709厘米，尾长10—114厘米。体重2.5—275公斤。各种猫类的体形瘦削，但肌肉发达，结实强健。头圆而较大，吻部短，眼睛圆。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。全身毛被密尔柔软，有光泽。一般多具条纹或斑点，象豹和虎等。有的则无明显花纹。体色由灰色到淡红、浅黄以致棕褐色。在食肉类中是毛色绚丽的类群。
四肢较短些，粗壮而沉重。尾长、末端钝圆。趾行行，足下有数个球形肉垫，均等地承负着体重，形成猫类轻快的的步态。前足5趾，后足4趾，前足第一趾短而高，绝不触及地面。各趾间被毛，例如漠猫、猞猁、雪豹等足下的毛长而硬，可覆遮足垫、隔离冰雪或炽热沙地的刺激。趾端具爪，爪粗大，强而弯、极锐利。爪大多属伸缩性，行走时可提起而不触及地表。只有在速奔或捕猎时才伸出来。伸缩性爪，有两对弹性韧带，来起末端趾节，爪缩入爪鞘内。当猫变得激动时，屈肌缩短，连接末端趾节的肌肉收缩，使趾节弯向下，爪随即伸出。亦有的种类，爪属半缩性或不能伸缩。
本科动物为食肉类中最为特化的类群，其特点是牙齿数量减少，裂齿高度发达，上臼齿退化。小型直切门齿3/3。剑形强大犬齿，前后有齿尖隙，为咬合时容纳犬齿处。3个上前臼齿，只有猞猁属、兔狲属为2枚。上臼齿很小。齿式：3·1·3（2）·1/3·1·2·1=28—30。在食肉目中，齿数最少。
裂齿发达，形大二齿峰高。上裂齿外缘3个齿峰，排成一直线。第1齿峰小而低，第二齿峰（前尖）高而尖，后尖略低，薄而成刀片状。另在内缘前端具一低小的原尖，下裂齿仅有外缘的下前尖和下原尖，形成二叶刀片状，组成外刃。而与上裂齿的前尖和后尖组成的内刃，上下交错，形似锉刀状对切。
小型的门齿借舌的支持，能从骨上刮下肉或撕裂小块肉。长而有力的犬齿，用做深刺和杀死猎物。门齿、犬齿的咬合，并向上升起头部可撕裂或拉曳肌肉。但对筋腱、韧皮则利用嘴角边的裂齿来切断。裂齿位置靠后，接近咀嚼，比其他牙齿更形有力，所以猫类的强力要切动作均后移至嘴边。
舌的表面具小刺的薄角质层，刺尖朝后，舌和牙齿协同行动而类似带刺的锉刀，可舐尽骨上余肉。
猫类头骨特点为吻部短、颧宽较大，超过颅全长一半以上。头骨轮廓近似圆形。鼻骨短，呈斜坡状，前颌骨狭，上颌骨高而短。下颌骨亦短，冠状突显高。额骨部高耸，颧弓粗大，并向两侧强烈扩张，以附着和容纳粗大的咀嚼肌。短的吻部，亦是加强和适应咬合动作的。多数种类具大型眼眶，额骨、顶骨均较宽。脑颅部近似圆形，人字嵴发达，失状嵴明显。头骨上无翼蝶骨沟。听泡高而膨大，鼓骨仅形成听泡外缘，内有骨质隔，分听泡为内外二部。
锁骨小，发育不全，不与肩带、胸骨相连接。雄性阴茎骨退化或仅有痕迹。雌性具2—4对乳头。
猫类体表缺乏汗腺，在趾垫间、掌垫间、唇部、喉部、乳头区和肛门区等处均有发达的汗腺。脂肪腺很小，仅在上颌处。雄性在阴茎包皮处和尾上部部较为明显。雌性有围绕肛门的脂肪腺和汗腺。雄性亦有肛门腺，肛门腺主要用来标记领域和用以吸引异性，
猫类分布广泛，从热带树林到沙漠荒丘、寒冷的草原和高原，但不见于无数的苔区和冰雪区。
趾行性，常以后足随踏前足足印的步伐前进。猫类大多不是追逐者。通常无声前行，用一短距离的猛冲来捕获猎物。虎、豹等猛兽扑食、凌空长跳可达丈余之外。狮可跳跃6.5米。猫科动物身上的斑纹若衬以树荫背景，模糊整个形体轮廓，有利于潜行。此外，亦采用消耗多时的守候，以待动物进入其袭击范围之内。
感觉器官发达，具有灵敏的嗅觉，但不专靠追寻嗅迹。而应用听觉和视觉则更形重要。猫类听觉很精细，能确定声源方向。这种高度发展的能力，对于潜行、跳跃式扑猎颇为重要。
猫类所具有的圆眼，在比例上是食肉兽中最大者。在正常光照条件下、家猫和野猫有同样敏锐的视觉。猫的视网膜包括有圆锥细胞、圆柱细胞。对家猫试验可证明能区别颜色。猫类对短波光线的感觉，超过人类的六倍。对骤然的黑暗，猫眼睛亦比人类更能适应，调整的更快。小型猫类在强光下，可缩成近于直立的窄缝，而豹、虎大型猫类则呈小圆开孔。
在夜间，当光线射入猫眼所见到的反射光，是由于猫眼的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。
猫类头部的颊髭（胡须）、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。胡须很重要，好似汽车头的指示杆，在黑暗中可借以探寻可通过的路径。
许多动物皆可被捕食，从小鼠以致超过猛兽自身重量的斑马，水牛。亦捕食大小型鸟类、蜥蜴、蛙、鱼类和无脊椎动物包括甲壳类和大型昆虫等。但虎和大型猫类亦吃草，因食肉时常吞咽下较多的毛，在肠道内形成球状，而草和其他植物物质可帮助解除毛球。
猫类多单独栖息，每个动物均占有它自身的领域，即巡猎活动范围。每一领域均被留居的动物做出种种标记。主要是以分泌物擦磨在石块上、树桩上、土墩或其他突出点上，或在该地排小便。而用爪抓搔过的树木更是显著性标记。
雄性领域大于雌性，几个领域克重叠，两性个体在交配、繁殖季节之外，常避免相遇。巢区主要是睡眠处和幼兽居处，多为空木或石缝等处。巢区是被强力保护着，而领域的大部分地区，并不以战斗来保卫。当陌生的穿行者进入时，留居着嗅其鼻区和肛门区，而后者常以潜行或发嘶嘶声后逸去。
领域范围随种类的不同而大小相差不少。例如美洲狮的领域，其直径可达80公里。华南虎领域约10公里。
多数猫类每年产1—2仔，较大种型种类约2—3年繁殖一次。妊娠期2—4个月，产仔数为1—6只。出生仔闭眼而无活动能力，但身上具毛病现斑纹。幼兽12—15个月达性成熟。
自1758年双名制记载以来，猫科分类颇早。晚近Pocock（1917）把猫科划分为三亚科。即猫亚科（Felinae）、豹亚科（Pantherinae）和猎豹亚科（Acinonychinae）。
猫亚科，即典型猫类，绝大部分为小型种类。其特点是紧接颅骨下方而连接喉头的舌骨，骨化完全，亚科以下分列为13个属。
豹亚科，即大型猫类，舌骨骨化不完全，舌骨下部分具有或长或短的腱，有2属。
猎豹亚科，舌骨和猫亚科相似，但爪不能伸缩，仅1属。
各种猫类其本身具有一定特殊性，猫科动物不论体型、毛色和斑纹的区别如何打，它们的头骨彼此间似有相似的一致性。猫科内分类上的不一致，表现在属一级的划分上多寡不一。Allen(1938)曾记载我国部分猫科动物为9种，分隶2亚科、2属、7亚属。Pocock（1939）记全印度猫类为16种，分3亚科、10属（与我国相同种达11个）。Hobhkob（1956）记苏联12种猫科动物，除猎豹外，均归入猫属，下列10亚属（与我国相同种8）。最近Grzinmek（1975）根据形态和行为列全世界猫科动物为猫亚科和猎豹亚科。在猫亚科内分为2族，即猫族（Felini）和豹族（Pantherini）。
猫族或称小型猫类，具有完全骨化的舌骨（图III-3）。它们在呼气和吸气时，能发出呜呜的猫叫声，而不能发出象豹族那样的怒吼声。吻端的鼻垫，覆盖范围大，沿鼻孔的上缘仍为鼻垫的裸区，鼻顶部的毛并不扩及鼻孔上缘（图III-4）。爪属伸缩性，爪鞘内侧不如外侧发育完好。小猫类能用前足，从耳后向前在较大部位上理正毛被。除云豹一种外，所有小猫类在进食时，蹲伏在猎物上，并不卧下，通常用前足按住食物。卧下休息时，前肢自腕关节处均掩盖在前半身之下。尾通常盘绕在身体近旁。只有云豹在休息时才伸展开前肢。
全世界猫族被划分为15属28种，小型猫类体均较小，熟知种类为家猫。在强光下，瞳孔呈纺锥形，耳背面单一毛色，尾末端永为黑色。
豹族或称大型猫类，全世界2属5种。具不完全骨化的舌骨，舌骨中部具有弹性软骨腱。狮的弹性腱长15厘米，可拉长到20-23厘米。大猫类能怒吼，但也限制吸气时发声，仅在呼气时发呜呜声，只有雪豹例外，呼气和吸气均能发出类似小猫类的呜叫。吻端裸部区覆盖面积小，鼻顶部的毛扩及鼻孔正上方。大猫类的理正毛被活动，只限于舐和摩擦鼻部和前足。爪鞘发育完全。雪豹似小猫类，蹲伏在食物上进食。而全部大猫类卧下进食，它们并不用前足把持着食物。小猫类用臼齿切割下肉块，而大猫类用门齿、犬齿和臼齿衔住肉，向上急动头部，撕咬下来。当大猫类休息时，前足向前伸直，尾向后直伸。瞳孔收缩时呈小圆孔。
我国产油猫科动物13种，隶于2族6属。猫属和豹属的不少种类均为广泛分布，其中漠猫为我国特产中。云豹属、原猫属分布于长江流域以南各省。雪豹属，猞猁属和兔狲属分布于黄河流域的北方诸省和青藏高原地区。
全世界现代生存的猫类，只有猎豹在其自身范围内，形成独立的趋同线。在地质上最早的猫类象猫行属（Aelurogale）和始猫属（Eofelis）。它们是属于伪剑齿虎亚科（Nimravinae）的。发现于亚洲的上第三纪地层。同亚科的伪剑齿虎亚科（Nimravinae）亦发现于渐新世到中新世的北美洲，它们之所以称为伪剑齿虎，缘于该亚科在地质上的最近的各属，象渐新世的恐齿猫属（Dinictis）和上新世的伪剑虎属（Nimravides）等，都具有一个延长的上颌犬齿，类似真正的剑齿虎及剑齿虎亚科（Mschairodontinae）而得名。兴起于上第三纪伪剑齿虎类的伪猫行兽属（Pseudaelurus）是包括了近代猫类和已灭绝的真剑齿虎类的祖先类型。而猎豹是例外的。在猫亚科内，基于行为和舌骨形态构造的不同而分为2族。其中猫族是地质上较老的猫类；豹族是从猫族进化而来的。小猫种类，第一次发现于更新世初期的堆积层。美洲狮和云豹并非豹族，它们是猫族中体积较大的小猫类。云豹则与产生豹族的祖先类群紧密关连着。
猫类的进化为犬齿变小，但齿型改变则很少。以灵巧来追逐快速动物的过程中，猫类成功地一直生活到了现代。猫类在类型上是非常一致的，但在体型大小和生活习性上则存在着很大的不同。
在第四纪即更新世时代，我国著名化石产地，北京周口店对中国猿人的系统发掘，即在距今15-50万年的更新世中期，猫类化石除剑齿虎外，即为现存种的虎、豹、豹猫和猎豹等。在公元前约1500年的安阳股墟的哺乳动物群，仅有虎豹等。
演化已知现今世上有38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。这些物种源自於亚洲，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Warren Johnson和Stephen O'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，这可能是导因於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，使得它们尝不到甜味。
综述猫科felidae是猫形类中分布最广且是唯一现代可见于新大陆的一科，其中包括一些人们最熟悉，最引人注目的动物。猫科是食肉目中肉食性最强的一科，是高超的猎手，其中大型成员往往是各地的顶级食肉动物。多数猫科动物善于隐蔽，用伏击的方式捕猎，身上常有花斑，可以与环境融为一体。而现在多数猫科动物却因为这些美丽的花斑而被人捕捉用来制作高档时装，加上栖息地破坏等其它原因，使猫科动物受到严重威胁。而猫科动物最为重要的食肉动物特别是顶级食肉动物，其数量的减少给生态环境造成较大的影响。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，一只上犬齿逐渐延长，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。剑齿虎大概是所有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。犬齿趋于变小的猫科动物又可以分成三支，一般分成三个亚科。
剑齿虎亚科Smilodon（machairodontinae），只有剑齿虎属一种动物。它是大型猫科动物进化中的一个旁支, 生活在距今300 万～1.5 万年前的更新世——全新世时期, 与进化中的人类祖先共同渡过了近300 万年的时间。剑齿虎的体形大约与现代虎差不多，但是它的上犬齿却比起现代虎的犬齿大得多，甚至比野猪雄兽的獠牙还要大，如同两柄倒插的短剑一般。食肉类动物的犬齿作为捕食猎物的一种杀伤武器，正常的情况应该是上下犬齿平均发展，在攻击时能够上下相合，就可以咬死猎物。但是剑齿虎的上犬齿演化得如此巨大，而下犬齿又相对退化，根本不成比例，所以可能是专门用来对付象类等大型的厚皮食草类动物的。如此特殊而长大的犬齿，只需一对就可戮入猎物身体的深处，并且可以尽量地扩大伤口，造成猎物的大量出血而死亡。与此相适应，剑齿虎的头骨和头部的某些肌肉也相应地发生变化，以便口可以张得更大，使下颌与头骨能形成90度以上的角度，这样才能充分有效地发挥这对剑齿的作用。但是，这种极端特化的发展，显然也有其不利的一面，即大大缩小对环境和猎物的适应面，随着更新世时期各种大型厚皮食草动物的绝灭，使得不善于快速奔跑的剑齿虎也逐渐无所用其长，竞争不过那些比较灵活的并且全面发展的一般食肉
类动物，也随着它的猎物走向了灭绝。代之而兴的就是后来出现的现代虎以及其他大型食肉类动物。
猎豹亚科acinonychinae是向着快速奔跑的陆栖动物发展的一支，是奔跑速度最快的动物。猎豹亚科现存仅猎豹acinonys jubatus一种，主要分布于非洲，也见于印度和中近东地区，其中印度的猎豹已经灭绝，其它地区的猎豹也处于濒危状态。猎豹的爪子不能伸缩，而起到跑鞋的作用，这在现存的猫科动物中是独一无二的。猎豹的奔跑速度虽快，却不能坚持很长时间，因此虽然速度要超过其它所有动物，但却不是每次都能捕到猎物。在津巴布韦发现一些花纹特殊的猎豹，曾被定为新种或新的亚种，后认定只是个体变异。
猫亚科felinae包括现存猫科的绝大多数种类，分布广泛。猫亚科成员一般科均置于猫属felis，也有人将其分成几个不同的属，多数成员为中等体型，又统称为小型猫类，但有些种类如美洲狮felis concolor体型较大，美洲狮也是分布跨纬度最多的猫科动物，从北美北部到南美南部都能见到。小型猫类与大型猫类的主要区别不在于体型，而是小型猫类不发出吼叫声。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felis wiedii，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felis seval，体型颇似小型的猎豹。猫亚科中人们最熟悉的当属家猫felis sivestris，被人们带到世界各地。家猫的野性强于多数家畜，逃逸后常能野化，这些野化的家猫常会对环境造成一定的破坏，未野化的家猫也可能对小型动物造成一定的威胁。家猫的祖先是野猫felis sivestris，分布于欧洲、非洲、亚洲中部、南部和西部，我国可见于西北地区。
豹亚科pantheriinae
成员又统称大型猫类，可以发出吼声，包括新猫属neofelis、雪豹属和豹属panthera，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neofelis nebulosa一种，分布于我国南方和东南亚一带。云豹是体型最小的大型猫类，比小型猫类中体型较大的成员还要小些，也有人将云豹归入小型猫类。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panthera leo有“百兽之王”之称，不仅体型大，而且合作捕猎，是顶级食肉动物，也是猫科动物种唯一群居的成员。狮子分布于除了热带雨林地区以外的非洲各地一起南亚和中近东地区，现在除了印度的吉尔以外亚洲其它地方的狮子均已经消失，北非也不再有野生的狮子。虎panthera tigris是比狮子更强壮的肉食动物，其中包括体型最大的猫科动物，可能也是现存最凶猛的肉食动物。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panthera pardus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。豹体型略小，比较隐蔽，是伪装捕猎的高手，善于爬树，能将猎物拉上树储存起来。豹是非洲数量最多的大型食肉动物，但是仍然受到一定的威胁，而在亚洲一些地区豹则比较珍稀甚至濒于灭绝。美洲虎或称美洲豹panthera onca（正确名称是美洲虎）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，适应从热带森林到比较开阔地带的多种不同生存环境，现在比较稀有。雪豹属唯一的成员雪豹panthera uncia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。
