自從1869 年首次被科學(xué)發(fā)現(xiàn)以來，大熊貓在動物界中的分類就一直是爭議不斷的問題。以發(fā)現(xiàn)者阿爾芒·戴維（Armand David）為首的一批科學(xué)家認(rèn)為大熊貓是一種熊，還有一部分學(xué)者認(rèn)為大熊貓和小熊貓是一類。

大熊貓走路時5個腳趾全部著地，會留下有5個腳趾的足跡。這點和所有的熊科動物一樣。貓科動物的前足雖然也有5個腳趾，但前爪內(nèi)側(cè)的拇指不著地，所以無論前后足的足跡都只有4個趾印。大熊貓的尾巴長度為8—16厘米，其他熊科動物的尾巴平均長度也都不到20厘米。而貓科動物全都是食肉動物，為了在追蹤獵物時維持身體平衡，它們的尾巴普遍較長，都超過20厘米。從食性上說，大熊貓很少吃肉，其他熊科動物也只有北極熊是以肉為主。從四肢的靈活度上說，大熊貓的鎖骨和所有熊科動物一樣靈活。

不過，大熊貓也有些不同于其他熊科動物的特征，例如手足腕部兩側(cè)都有一塊延長的骨頭、不冬眠等。這些特征都顯示大熊貓和熊有關(guān)，但關(guān)系似乎又不是很緊密。

隨著分子學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物學(xué)家開始嘗試從親緣關(guān)系的角度研究動物。研究人員通過基因組測序和脫氧核糖核酸研究，發(fā)現(xiàn)包括大熊貓在內(nèi)的所有熊科動物都有一個名叫 “祖熊”的共同祖先，大熊貓在熊科中獨立成為一個亞科。（成都大熊貓繁育研究基地）