劍齒虎也被稱作「虎」，那麼它是不是屬於真正的虎？或者說，它和現代的虎究竟是什麼關係？這個問題不單使一般人迷惑不解，即便對古生物學家來說，也曾經讓他們大傷腦筋。
在劍齒虎最初被發現時，只有一枚軍刀狀的上犬齒，以至古脊椎動物學的奠基入居維葉也犯了一個不小的錯誤，竟以為那是一枚熊類的牙齒，並且在1822年把它定為一個熊的新種。後來，直到發現了完整的頭骨，人們才知道它是一類劍齒虎的上犬齒。在古哺乳動物研究的早期，當化石還很不完整的時候，古生物學家曾經把所有具有劍齒的動物都稱為「劍齒虎」。直至今天，「劍齒虎」這個名字仍然被用得很混亂，因為在哺乳動物演化的過程中，曾經多次在不同的動物類群中出現過上犬齒「劍齒化」的情況。
現在，劍齒虎的概念基本上可以分為狹義的和廣義的兩種。狹義的劍齒虎一般指在分類上隸屬於貓科的種類，而更狹義的劍齒虎概念則僅指劍齒虎族的一些種類。它們雖然不是現代虎的直接祖先，但也算是與其親緣關係最近的一族了；廣義的劍齒虎則包括所有長有劍齒的動物，因此它們有時也統稱為「劍齒動物」，從原始的鬣齒獸類和有袋類，到食肉類中的獵貓類以及貓科動物中，都可以找到它們的魅影，這在生物學上是一種「平行進化」的現象。
不過，雖名為「虎」，即使是屬於貓科動物的劍齒唬，也幾乎從一開始就和後來出現的老虎等其他貓科成員分道揚鑣了。因此可以說，無論哪一類劍齒虎都不是老虎，並且與現代老虎的親緣關係相差甚遠。
有育兒袋的「劍齒虎」
在上新世早期的南美洲，曾生活著一類與劍齒虎非常相像的有袋類動物——袋劍齒虎，這是平行進化的一個典型範例。那時的南美洲大陸在漂移作用下與其他大陸隔絕，使得在這個地區生活的許多動物走上獨特的進化道路。有趣的是，袋劍齒虎並不屬於貓科動物，而是與我們熟悉的生活在澳大利亞的袋鼠是同類。雖然它也有和劍齒虎幾乎一樣的兩枚長達15釐米的上犬齒，但頭骨的基本結構仍然與袋鼠類的十分相似，雌袋劍齒虎則長著向後開口的育兒袋。
袋劍齒虎可能是當時南美洲食肉類哺乳動物中的最強者，發達的劍齒和強勁的身體使它們能夠捕食當地的絕大多數食草動物。到了200多萬年前的上新世末期，巴拿馬地峽隆起，南北美洲被連接起來，強勢的北美洲食肉類哺乳動物向南方挺進則可能是袋劍齒虎從此絕跡的主要原因之一。
最早出現的「劍齒虎」
在有胎盤類哺乳動物中，有一類全部成員都早已滅絕的動物，稱為肉齒目動物，在距今5500萬～3500萬年前的漸新世初至中新世中期生活於非洲、歐亞大陸及北美洲生態系統中。它們雖然也向食肉的方向適應和發展，可以獵食鳥類、體形較小的哺乳動物以及昆蟲等，但比起真正的食肉類哺乳動物要原始得多。例如，它們不是生有一對裂齒，而是有多對，這樣一來，其切割作用無法集中在一對裂齒上，因此是一種不很成功地適應。
但是，肉齒目動物的一個主要分支——鬣齒獸類在發展的後期上犬齒普遍增大，其下頜已經向下伸出了巨大的片狀物，可以像刀鞘一樣保護髮達的劍齒。這種牙齒的出現很可能是為了捕食那些長得越來越大型的食草動物。雖然絕大部分種類的「劍齒」都還沒有後來那些食肉類、有袋類劍齒動物的那麼誇張，但它們畢竟是哺乳類中率先長出劍齒的一支，它們的暫時成功預示著今後的幾千萬年將是劍齒動物們的天下。
以假亂真的「假劍齒虎」
現生貓科動物按照體形和叫聲可以大致地劃分為兩類：即小型的「喵」叫的貓類，和大型的「吼」叫的虎類(其中身體沒有斑紋的稱為獅、有斑點的稱為豹等)。史前動物的命名也大致上有這樣的規律，例如在大約5500萬年前，真正的貓科動物出現之前，有一支食肉類動物從它們和貓科動物的共同祖先中分離出來，人們稱其為獵貓類。獵貓類與現代的貓科動物相似但較原始，體形比家貓大不了多少，牙齒也沒有貓科動物那麼特化。
在獵貓類中有一類幾乎和真正的劍齒虎難以區分的劍齒動物，被稱作「假劍齒虎」。但是它們頭骨上的聽泡卻是不分室的，而具有分室的聽泡是鑑別貓科動物的最主要的解剖特徵。
漸新世時，假劍齒虎類呈現出大發展的趨勢，種類和數量繁多。從已發現的化石來看，它們主要演化為三個類群：第一類體形魁梧強壯，四肢短粗，像此後的貓科劍齒虎一樣有高度發達的上犬齒，包括始劍齒虎、巴博劍齒虎等；第二類身體和四肢修長，善於奔跑追擊，但頭骨及上犬齒結構仍與劍齒虎類似，如古飆、偽劍齒虎等；第三類不僅身體和四肢修長，頭骨及牙齒結構也不太特化，上犬齒的長度較短，甚至僅與現代老虎的犬齒類似，如祖獵虎。
古飆又叫恐齒貓，生活在距今大約4000萬～2250萬年前的北美洲平原上，是「假劍齒虎」的先驅之一。它的上犬齒相對較細小，但仍是伸出口外的，非常鋒利，是有效的捕食武器。
始劍齒虎是獵貓類的另一個重要成員。它的上犬齒是最早的「匕首牙」類型，長度可達8釐米，又長又彎，並有伸長的、像刀鞘一樣的下頜保護，下犬齒則退化得和門牙類似，這成為此後各種劍齒動物的標準特徵。不過，不要被它的名字所迷惑，因為它不僅不是真正意義上的劍齒虎，更不是此後貓科動物中的各種真正劍齒虎的祖先。
在古飆、始劍齒虎出現400萬年後，漸新世的大地上開始遊蕩著另一些頗為成功的食肉類動物——偽劍齒虎。它的分布範圍遍及歐洲、亞洲、非洲和北美洲，演化出了許多不同的物種。偽劍齒虎的劍齒更加發達，呈長而扁的馬刀狀，但下頜伸長的護葉不是很顯著。
中新世初期，當諸多獵貓類動物已經滅絕的時候，卻出現了更加光彩奪目的一個類群——巴博劍齒虎。
它於1500萬年前開始席捲歐亞大陸和北美洲。巴博劍齒虎的身體一般並不算大，但一個較晚出現的種弗雷基巴博劍齒虎的體長可達3.5米，體重超過400千克。弗雷基巴博劍齒虎體形碩大粗壯，肌肉發達，尤其是前肢很有力量。
與絕大多數獵貓類以及貓科動物不同，它的眼睛長在頭部兩側而不是接近正面，耳朵位置更低，口鼻部也更寬闊。這些特徵極有可能是為了更方便地使用劍齒、減輕嘴張大時對其他器官的壓力。它的「匕首牙」類型的劍齒最長可達22釐米，邊緣鋒銳，在所有劍齒動物中幾乎是最發達的，甚至超過了後來的美洲劍齒虎。有的科學家認為，這樣的劍齒不僅僅用於獵食，恐怕更主要的還是作為同類之間炫耀或打鬥的工具。巴博劍齒虎不僅是獵貓類動物發展的頂點，而且無疑是當時地球陸地上最強大的食肉動物。