剑齿虎在恐龙时代是袋剑齿虎，袋剑齿虎最早出现在800万年前的早期，它们和当时北美洲的剑齿猫科动物在不同的环境中平行进化。

袋剑齿虎的体型不是很大，其中最大的种（Thylacosmilus atrox）身长约2米，体重250公斤，相当于雄狮甚至老虎的大小，是袋狼的8倍。 虽不够高大，但它们也拥有壮实的身体，尤其是前肢