Systematyka Liczne podobieństwa w wyglądzie między Thylacosmilus a niektórymi kotowatymi nie są jednak dowodem na ich bliskie pokrewieństwo, a jedynie przykładem konwergencji. Thylacosmilus był przedstawicielem ssaków niższych z wymarłego rzędu Sparassodonta (siostrzanego dla torbaczy), występującym na przełomie neogenu i czwartorzędu na terenie Ameryki Południowej. Tradycyjnie uważano, że wyginął, gdy oba kontynenty amerykańskie połączyły się Przesmykiem PanamskimW środkowym pliocenie, około 3 milionów lat temu., a z północy przybyły inne duże drapieżne ssaki, takie jak tygrysy szablastozębne; Prevosti, Forasiepi i Zimicz (2013) twierdzą jednak, że hipotezy tej nie potwierdza zapis kopalny, wynika z niego bowiem, że Thylacosmilus wymarł ponad milion lat przed pojawieniem się w Ameryce Południowej machajrodonów i innych dużych drapieżnych ssaków przybyłych z Ameryki Północnej. Zdaniem autorów bardziej prawdopodobne jest, że do wymarcia Thylacosmilus przyczyniły się zmiany klimatu i związany z nimi spadek różnorodności i liczebności południowoamerykańskich roślinożerców stanowiących źródło pożywienia Thylacosmilus.