Le panda géant est depuis longtemps un favori du public, au moins en partie à cause du fait que l'espèce semble ressembler à un ours en peluche vivant. Le fait qu'il est habituellement représenté mangeant paisiblement du bambou, plutôt que chassant, ajoute aussi à son image d'innocence, en effet il passe près de 14 heures par jour à mastiquer du bambou, cela s'explique par sa faible capacité à digérer la cellulose de cette plante (sans cæcum, comme tout ursidé, il arrive à n'en digérer que 17 %). Il avale les pousses de bambou entières mais il ne garde que le cœur, la partie intérieure et rejette l'écorce. Son transit intestinal dure environ huit heures. Les pousses de bambou sont son aliment de base mais beaucoup de forêts de bambous sont désormais exploitées par l'homme ou ont été défrichées pour en faire des terres cultivables. C'est une des raisons de la forte régression de l'espèce.

En dépit d'être taxonomiquement un carnivore, son régime est principalement végétarien. En fait, son régime alimentaire est constitué presque entièrement de bambous, bien que, comme la plupart des animaux, des pandas aient été connus pour manger des œufs et des insectes. Son régime alimentaire se compose à 95 % de végétaux (quasi uniquement de bambous : jusqu'à 20 kg par jour) et 5 % de viande (des carcasses abandonnées ou des petits rongeurs, voire des opossums). Le faux pouce des pandas leur est essentiel pour cueillir et tenir les tiges de bambou.