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1: 豹属、雪豹属、云豹属
2: 纹猫属、金猫属
3: 薮猫属、狞猫属、非洲金猫属
4: 虎猫属
5: 猞猁属
6: 美洲金猫属、细腰猫属、猎豹属
7: 豹猫属
8: 猫属
猫科包括狮子、老虎和猫等动物，是食肉目的九个科中最为肉食性的哺乳动物。第一种的猫科动物出现在大约三千万年前的渐新世，人们更熟悉的家猫和人类开始有关连则是在千年之前。家猫的野生种亲威－野猫，仍然生存在欧洲、非洲和亚洲东部等地，虽然栖地破坏限制了其居住范围。家猫和野猫是否属于分别的物种仍然有著许多的争议，但现今大部份的分类都会将其视为不同的物种。
其他猫科动物中知名的成员有包括如狮子、老虎、豹、美洲豹、美洲狮和猎豹等大猫，以及其他如猞猁、狞猫和短尾猫等野生猫。已灭绝的剑齿虎亚科－包含如著名的剑齿虎等马刀齿猫，也是真的猫科动物，而其他如袋剑齿虎和猎猫等相似的动物则不是。
已知现今世上有41种猫科动物，它们都源自一千八百万年前的一个共同的祖先。这些物种源自于亚洲，且经由陆桥散布至各洲去。根据发表在《科学》上，由美国国家癌症研究所的Warren Johnson和Stephen O‘Brien对粒线体基因和细胞核基因所做的研究，确定了猫的祖先在利用白令陆桥和巴拿马地峡做了至少10次洲至洲的迁徙（双向）之间，演化出了八个主要的世系。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六十的现存物种是在最近的一百万年内演化出来的。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，主要是尺度上的不同。
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，使得它们尝不到甜味。
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