分别归类为浣熊科和熊科，又曾与猫熊属（大熊猫）同在熊猫亚科（直到该科目被移到熊科下），最终被归入自己单独的科目小熊猫科。其归类之不确定性源于无法定论小熊猫的某些特征是来自于演化上的保守，还是从有相近生态习性的其它物种所学习和趋同而来。基于化石、血清学、核型、行为、解剖学和繁殖的证据表明小熊猫更亲近浣熊科而非熊科。然而，与现代浣熊科相关的生态学特征、特征和不同的地理分布范围皆支持了小熊猫科的单独分科。最新的分子系统发生学脱氧核糖核酸研究亦支持将小熊猫归入独立的小熊猫科，与臭鼬科、浣熊科和鼬科同属鼬总科。