长尾在跑步转弯时可保持身体平衡。此外，猎豹是唯一不能伸缩爪子的猫科，其爪子较钝，作用类似跑鞋的鞋钉，能在高速奔跑时紧扣地面，防止摔跤或打滑。这些特征使猎豹一度被认为是猫科中的异类。旧时的形态学分类将其单列为猎豹亚科（Acinonychinae），独立于猫亚科与豹亚科之外；现代遗传学研究则证实猎豹属于猫亚科，与美洲金猫类（美洲狮、细腰猫等）同源，它们的最近共同祖先生活在670万年前的北美草原，约490万年前分化为猎豹类和美洲金猫类。猎豹经白令陆桥进入旧大陆后，其北美的亲族最终于1.1万年前的更新世末灭绝。