，体重相当于4个成年男子，相当于狮子的两倍，虽不够高大，但它们却拥有壮实的身体，尤其是前肢。它最引人注目的地方无疑是头部——两颗长达18厘米的剑齿深深埋入上颌，几乎与头顶处在同一水平面上；下颌则向下伸出了巨大的护叶。这样的护叶虽有利于保护突出的剑齿，但同时也增加了骨折、感染的危险，而且还造成头部变重，一定程度上影响了行动的灵活性。
剑齿虎经常被误认为是长着獠牙的狮子，其实两者大不相同。剑齿虎的体重是现代狮子的两倍。它的后腿和尾巴非常短小，更像是一只体格健壮的灰熊。成年剑齿虎体重约200公斤重，其犬齿最长可达17厘米，以大型哺乳动物为食。
在洛杉矶市区的拉布里亚农场是世界上最不寻常的化石遗址之一。这个地方虽然并不大，但却已经出土了400多万件标本，小到啮齿动物，大到长毛象。不过，拉布里亚以发掘一种特定动物———剑齿虎而闻名。目前，这里已先后复原了两千多只，使剑齿虎成为最为人所知的史前猫科动物。
剑齿虎笨重身躯表明，它是个孤独的伏击杀手。剑齿虎最引人注意的就是它的一对獠牙，它是如何利用它们捕杀猎物的，对此，人们却知之甚少。要想找到答案必须观察它的肌肉结构。通过比较附着在美洲豹头骨上的咬合肌，得知剑齿虎的撕咬能力相当惊人。
一百多万年前，一直占据统治地位的剑齿虎突然却不得不面对灭绝的危险。拉布里亚沥青坑的化石显示，那场灾难威胁到了许多物种。许多动物都和剑齿虎一样遭到了灭顶之灾。碳－14年代测定结果显示，当时刚好是上一个冰河时代末期。在漫长的10万年里，地球上的气温要比现在低5到10摄氏度。但是一万一千年前，全球气候却开始变暖。在亚利桑那州的索诺拉沙漠，古植物学家朱利奥.贝坦科找到了有力的证据，揭示了剑齿虎统治时期的气候状况，以及导致灾难发生的巨大变化。
猫科(Felidae)真剑齿亚科(Machairodontinae)