貓科動物是具有肌肉結實的身體、幫助平衡的長尾巴和善於奔跑、健壯有力的四肢的動物，還有銳齒和利爪，奔跑時爪伸在鞘外，平時走路爪縮在鞘內（獵豹除外）；有一對易感光的眼睛，瞳孔會隨光線變化。貓科動物主要棲息在沙漠、草原、叢林等地，以伏擊方式捕殺其他動物，大多喜歡獨居，無固定巢穴，有活動範圍的巢域，多在晨昏和夜晚活動，白天隱匿林中，攻擊性強、生性殘忍，在野外活動能力強，善攀緣及跳躍，奔跑速度快。
貓科動物包括獅子、老虎和豹等，是食肉目的9個科中最為肉食性的哺乳動物。第一種貓科動物大約出現在3000萬年前的漸新世，人們通過化石研究得知，貓科動物起源於亞洲的東部和南部地區，逐漸進化而分為多個種類。我國現有野生貓科動物12種，分別是虎、豹、雲豹、雪豹、猞猁、金貓、豹貓、兔猻、荒漠貓、野貓、雲貓、叢林貓，其中有國家一級保護動物4種，二級保護動物8種。
此外，世界上跑得最快的貓科動物是獵豹，時速可以達到115公里；現存體重最大的肉食性貓科動物是西伯利亞虎；世界上最小的貓科動物之一是繡斑貓；咬合力最強的貓科動物是美洲豹。