猫科动物起源于类似猎猫类的原始类型猫的祖先是什么动物，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，一支上犬齿逐渐延长，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。剑齿虎大概是所以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。如今人们将它们分为4个亚科，即猎豹亚科（Acinonychinae）、猫亚科（Felinae）、豹亚科（Pantheriinae）、猞猁亚科（Lyncinae），共36种。

　　已知最古老的真正猫科动物（始猫）生存在渐新世和始新世的时期。在始新世时，它演化出了假猫。假猫被认为是现存的两个亚科和已灭绝的剑齿虎亚科等的最古老共同祖先。较以马刀齿猫为知的这一群动物于更新世后期开始灭绝，其包括了剑齿虎、短剑剑齿虎、恐猫和似剑齿虎。