猫科动物多是食肉的，只要可能，人也会成为它们的腹中餐，故而，“杀生”也成了它们永远也洗不去的骂名。
普通人一提起猫，就会联想起一只毛皮柔软的小动物，咪咪地叫，科学家却会想到它的牙齿。猫的牙齿较别的食肉动物少，一般不超过30只。捕食时，用强大的威犬齿迅速咬住猎物，然后用剪刀似的前臼齿把猎物的肉和骨逐块撕开。
粗糙的舌头可以把肉从骨上锉下来。敏锐的听觉、大眼睛、长胡子和可以伸缩的爪（奔跑时爪可向内缩），都是猫科动物的特征。
猫科动物共有30多种，有大至800磅的虎，也有小至3磅的亚洲锈斑猫。欧洲以及非洲有几种野猫，据说是最接近家猫的种属。猫科动物中，只有亚洲的平头猫主要吃野果，其余绝大部分都是吃肉的。它们经常在晚上或清晨出来捕食，从隐蔽处跃出捕杀猎物。狮、虎、美洲豹和豹等大型猫科动物，一般都先暗中潜近猎物，然后猝然扑出，把猎物制伏，咬在猎物后脑上，或咬住猎物的喉咙使它窒息而死。
猎豹是惟一喜欢追猎物的猫科动物，不过也和别的猫科动物一样，不能持久奔跑，如果猎物奔逃的时间太长，猎豹就不会再追。
大型猫科动物中，只有狮是成群捕食的。母狮悄悄地绕到一群斑马等野兽后面，另外几只狮在草原的另一边向目标走近，分散猎物注意力。
等到埋伏之势已成，那几只进逼的狮立即前冲，使整群猎物跑向在后面埋伏的母狮。狮还经常偷吃其他野兽的猎获物，特别是鬣狗和猎豹的猎获物。大型猫科动物不但捕食动物，也吃腐肉，只有猎豹例外。
狮、虎、美洲豹和豹都是食人猛兽。但据研究所得，猫科动物吃人不外三个原因：有些猛兽衰老或受了伤，无法捕捉平常的猎物充饥；其次可能是因为食物太缺乏；有时则是从母兽那里学来的。不管原因为何，人类并不是猫科动物生性喜吃的食物。
科学家把猫科动物分为会吼的和不会吼的。大型猫科动物有弹性韧带连接喉和头颅，小型猫科动物和猎豹没有这条韧带，不能吼叫。美洲狮虽然可能重200多磅，但被列为小型猫科动物。它不会吼叫，只能发出鸟鸣似的叫声。美洲狮高兴时会发出低沉的隆隆声。小型猫科动物吸气和呼气时都发出咕噜咕噜声，大型猫科动物则只在呼气时有此声音。猎豹的叫声也像鸟鸣，会结结巴巴地像鸽子般咕咕叫。这些声音和求偶或交配有关，音调变化时，就是和幼豹互通信息。传说虎会学鹿的叫声，事实上，虎的噗噗叫声和某些鹿鸣声相似，但这只是警告别的野兽它正在捕食，别来打扰。
研究家猫的结果显示，猫眼对光谱中的蓝光比人眼敏感六倍，适应黑暗环境也远比人眼快。猫眼后方的视网膜的一层敏感的反光细胞，称为反光组织，可收集微弱的光线，使猫眼发亮。
猫眼的瞳孔不分日夜，都能透进光线看东西。一般大型猫科动物的瞳孔是圆的，小型猫科动物的瞳孔细长，呈裂缝状或纺锤状（如家猫的瞳孔）。裂缝状瞳孔张开时可以扩大，闭合时则变窄。
猫科动物的毛皮有伪装的作用。虎藉斑纹掩护藏身在长草中；猎豹、豹以及美洲豹身上的圆点和花斑，则酷肖森林里或平原上掩映跳动的光影。有时，遗传上的突变会改变斑纹的颜色和形状。
黑豹曾被误认为另一种动物，现在才知道不过是毛皮黑色素过多。在某种光线下，黑色斑点花纹在黑色毛皮上仍可隐约见到；黑色斑纹底下的毛皮一般应是黄色的。黑豹在印度相当多，非洲则很少。美洲狮和美洲豹有时也有黑色毛皮。
体型较小的猫科动物，大都善于爬树。亚洲的云豹在树顶捕食，还可以沿着树干垂直跑下来。拉丁美洲的虎猫也同样可以绕着树爬下，或干脆跳下来。云豹和虎猫都能用一只脚爪抓住大树枝，挂在树上。
大型猫科动物也会上树。非洲狮用有力而锋利的脚爪，可爬20英尺高。据说森林里的虎也能爬得同样高。不过大型猫科动物爬树的力气和敏捷，没有一种比得上豹；一只130磅重的豹，能够独力把200磅重的幼长颈鹿拖到树上藏起来，独自享用好几天。
科学家认为猫科动物不像许多其他哺乳动物那样需要大量喝水，鲜肉所含的水分，已足以解渴。不过，有几种猫科动物却在水边觅食。美洲豹和小豹猫都沿河捕食，美洲豹吃龟，有时也会捕食短吻鳄，先咬断脖子，然后撕开厚皮大啖鳄肉。
猫科动物大多能游泳，不过游泳本领和喜爱程度不一。狮不喜欢沾水，而虎却随时准备下水追赶猎物；虎还喜欢跳下水中玩耍，热天常齐颈深泡在河里好几小时。