L'origine des félins est mal documentée dans le registre des fossiles car les ancêtres des félidés vivaient en général dans les milieux tropicaux, qui n'offrent pas de bonnes conditions de fossilisation8. Les espèces disparues considérées comme les plus proches de l'ancêtre des félins seraient Proailurus (un petit carnassier européen et arboricole apparu il y a 40 millions d'années) puis Pseudaelurus qui vivait il y a 9 à 20 millions d'années en Europe et en Asie et dont les félins actuels ont divergé il y a 10,8 millions d'années9.

Pendant l'oligocène, les félidés se répartissent en deux sous-familles. La première était de la classe des Nimravidae, et la deuxième de la classe des Felidae. C'est dans cette classe que l'on trouve l'ancêtre commun des félidés actuels, le proailurus. Pendant le miocène, les descendants de ce dernier, les pseudaelurus, se diversifient, ils pénétrèrent alors en Afrique ainsi qu'en Amérique8.

Vers dix millions d'années avant J.-C. ils donnèrent souche aux félidés modernes, favorisé par les steppes et savanes, riches en proies herbivores. C'est à cette époque qu’apparurent les félidés aux longues canines, qui vécurent jusqu'à il y a 10 000 ans avant J.-C.9. La lignée des petits et grands félins apparait il y a cinq millions d'années ; originairement d'Asie, ils se dispersent dans le monde entier au plio-pléistocène, excepté en Australie et à Madagascar8.

Le chat domestique appartient au genre Felis depuis sa première description par Carl von Linné en 1758 en tant que Felis catus dans la trentième édition de Systema naturaeNote 3, mais sa position dans la classification des êtres vivants a varié fortement : le chat domestique a pris tantôt le statut d’espèce, tantôt celui de sous-espèce du Chat sauvage (Felis silvestris) et de nombreux synonymes de l’un ou l’autre des termes ont existéNote 4.