Um leão das cavernas é um animal de uma das várias espécies ou subespécies já extintas de grandes felinos. Todos os leões das cavernas são membros do gênero Panthera, que também inclui leões modernos, além de tigres, panteras e leopardos. Três subespécies, o leão das cavernas das Beringianas e os leões das cavernas européias do Pleistoceno Médio e Alto Pleistoceno Superior, são subespécies relacionadas do leão moderno, Panthera leo. O quarto tipo, o leão das cavernas americanas, foi originalmente considerado outra subespécie de leão, mas foi posteriormente identificado como uma espécie distinta.
Os leões das cavernas viveram durante a era do Pleistoceno, um período que começou 2.588.000 anos atrás e terminou 11.700 anos atrás. Era uma era glacial, ou era do gelo, um período de baixas temperaturas globais em que grandes camadas de gelo se formavam nos pólos da Terra e avançavam e recuavam repetidamente com mudanças de temperatura. Os leões das cavernas receberam esse nome porque seus fósseis são freqüentemente descobertos em cavernas, mas não se acredita que as cavernas tenham sido suas habitações habituais. Em vez disso, os cientistas acreditam que geralmente viviam em prados e florestas de coníferas, onde caçavam presas, como cavalos, veados e bisões. Em alguns casos, eles podem ter caçado ursos e mamutes também.
O tipo mais antigo é o leão das cavernas do início do Pleistoceno Médio da Europa, ou Panthera leo fossilis. O fóssil mais antigo conhecido desta subespécie tem cerca de 700.000 anos, embora existam fósseis muito semelhantes na África 1.000.000 anos mais velhos. Panthera leo fossilis era significativamente maior do que os leões hoje.
Seu sucessor foi Panthera leo spelaea, também chamado de leão da caverna europeu do Pleistoceno Superior ou leão da caverna da Eurásia. Esta espécie de subespécie surgiu cerca de 370.000 anos atrás e acredita-se que tenha morrido cerca de 12.000 a 14.000 anos atrás, embora haja algumas evidências sugerindo que algumas delas sobreviveram até apenas alguns milhares de anos no passado. Seu habitat abrangeu grande parte do norte da Eurásia, desde a península Ibérica e as Ilhas Britânicas no oeste até a Sibéria e as costas do Oceano Pacífico no leste.
Panthera leo spelaea era menor que seu antecessor, embora ainda maior que o leão moderno médio. Essa subespécie foi objeto de pinturas rupestres, esculturas e esculturas criadas por humanos paleolíticos, que os retratam com peles semelhantes a uma versão menor das crinas dos leões machos hoje. Algumas pinturas também os retratam caçando em grupos, o que também é uma característica dos leões modernos, mas é raro entre os felinos.
Uma subespécie intimamente relacionada era o leão da caverna das Beringeas, ou Panthera leo vereshchagini. Esses animais habitavam o que hoje é o Alasca, o norte do Canadá e o nordeste da Rússia. Eles são um pouco maiores que seus primos europeus, mas são muito semelhantes geneticamente e provavelmente se misturam em grande parte.
Panthera atrox, o leão americano, é a única forma de leão das cavernas que na verdade é uma espécie separada dos leões modernos. Era um animal enorme, ainda maior que Panthera leo fossilis e cerca de 25% maior que um leão moderno. Seu habitat cobria a maior parte das Américas ocidentais, desde o Alasca até o sul do Peru. Como outros leões das cavernas, orava em herbívoros de grande e médio porte.