齿兽超科是其基底。一些小古猫属的物种演化成现今的食肉目，但当中只有"Miacis cognitus"是真正肉食性的。由细齿兽科变成食肉目是始新世中期及末期的大势所趋。于始新世中期，约4200万年前，食肉目从细齿兽类中分化出来。于6000万年前古新世北美洲出现的古灵猫科亦相信是最早期的食肉目，但头盖形态的研究发现牠们是属于食肉目。一些古生物学家认为古灵猫科是猫型总科的祖先，但却备受质疑。