Jako holotyp wskazali samicę zebraną 21 marca 1991 przez Charlesa Handleya i Penny Nelson, skatalogowaną jako SNM 579 179.
Jako miejsce typowe odłowu holotypu Anderson i Handley wskazali West Point, na wyspie Escudo de Veraguas, w archipelagu Bocas del Toro, w Panamie.
Później przeprowadzone badania genetyczne potwierdziły istotne różnice pomiędzy leniwcem pstrym i karłowatym. Szacowany czas rozejścia się linii wypadł 8 milionów lat temu, a więc jeszcze przed rozejściem się linii leniwca pstrego i trójpalczastego. Krytycy wskazali jednak, że w badaniach porównywano materiał genetyczny przedstawicieli leniwca karłowatego oraz leniwców pstrych z okolic oddalonych od Panamy. Kolejne badanie z wykorzystaniem przedstawicieli leniwca pstrego z obszaru leżącego niedaleko miejsca życia leniwca karłowatego nie potwierdziło poprzednich różnic. W efekcie niektórzy badacze kwestionują nawet wyróżnianie leniwca karłowatego jako odrębnego gatunku. Uważają, że może to być skarłowaciała forma B. variegatus. Autorzy Illustrated Checklist of the Mammals of the World uznają ten takson za gatunek monotypowy.
Etymologia Bradypus: bradypous „o powolnym kroku, powolny”, od βραδυς bradus „powolny, niemrawy”;