6500万~4800万年前,地球上出现一种名为"细齿兽""的动物,它的外形与黄鼬相似。体长30cm,身形细长,后腿较短,四肢均有5个趾和锋利而弯曲的指甲,尾巴长。据推测,猫科动物的祖先可能就是这种细齿兽,或者是与细齿兽血缘相近的物种.
细齿兽栖息于树上,以捕食鸟类、昆虫和啮齿类小动物为生。 当时的北美大陆与非洲大陆(当时它们还是同一大陆板块)处于"肉齿目"食肉动物的繁荣时代,细齿兽没有办法在陆地上立足。 而猫科动物的出现,大约是在4000万年前,同期出现的还有犬科动物。猫科动物适应了森林中的生活,而犬科动物则更喜欢在草原出没。根据线粒体DNA的分析结果显示,家猫的直系祖先是大约13万年前栖息在中东地区干燥地带的利比亚猫。
在人类将狩猎采集作为主要手段获取食物的时代,猫与人类之间是竞争关系。但当人类开始从事农耕活动之后,由于猫捕食老鼠,进而保护了农作物,于是两者间的关系也转变为共生关系。最早饲养猫的记录可追溯到9500年前的塞浦路斯岛,但是饲养持续时间的长短则不得而知。不过,在5000年前的埃及,长时间的饲养行为使猫被人类驯化。据推测,这便是现代家猫的直接起源。