双向迁徙之间，演化出8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60的现存物种是在最近的100万年内演化出来的。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，主要是尺寸上的不同。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，亦无