Die Thylacoleonidae oder Beutellöwen waren löwenähnliche Beuteltiere, die den australischen Kontinent vom Oligozän bis in das Pleistozän bevölkerten. Sie jagten vermutlich in den australischen Graslandschaften, obgleich einige baumlebend gewesen sein könnten. Sie waren wombatomorphe (wombat-ähnliche) Beutelsäuger, die sich aus herbivoren (pflanzenfressenden) Vorfahren entwickelt hatten; ihre nächsten lebenden Verwandten sind Koalas und Wombats. Die primitivste Spezies hatte generalisierte, die Nahrung zerdrückende Molare (wie moderne Allesfresser) sowie Reißzähne. Bei den spezialisierteren Arten wurden die Molaren verkleinert oder waren nicht mehr vorhanden und die Reißzähne waren sehr groß geworden.
Die Spanne der Körpergröße der Thylacoleonidae reichte von der Größe einer Hauskatze bis zu der eines Leoparden (Panthera pardus), manche waren vielleicht sogar so groß wie ein heutiger Löwe (Panthera leo), der eine Körperlänge von etwa 1,7 m erreicht. Bis heute sind acht Arten von Beutellöwen entdeckt worden, und es könnten noch mindestens zwei mehr dazukommen. Die Arten der Gattung Wakaleo waren etwa so groß wie ein Leopard, doch ihr Körper war eher von kräftiger Statur und nicht für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt. Wakaleo alcootaensis war etwas größer als Wakaleo oldfieldi oder Wakaleo vanderleueri. Diese „Beutelleoparden“ könnten sich sozusagen aus dem Hinterhalt von Bäumen herab auf ihre Beute gestürzt haben. Priscaleo war viel kleiner. Priscaleo pitikantensis hatte etwa die Größe eines modernen australischen Opossums. Priscaleo roskellyae erreichte die Größe einer Hauskatze, vielleicht eines Ozelots (Leopardus pardalis), und könnte ein Baumbewohner gewesen sein.
Thylacoleo carnifex
Das bekannteste Mitglied dieser Familie ist Thylacoleo carnifex, der „Beutellöwe“. Dieser Beutelsäuger war Australiens Equivalent zum südamerikanischen Thylacosmilus atrox und der Säbelzahnkatze Smilodon. Seine enormen Reißzähne waren die größten von allen fleischfressenden Säugetieren überhaupt. Thylacoleo carnifex hatte Schneidezähne wie Bolzenschneider und klingenähnliche Klauen an den halb-opponierbaren Daumen. Er war das am meisten spezialisierte fleischfressende Säugetier überhaupt, vollkommen ohne Mahlzähne. Da Thylacoleo carnifex darüber hinaus keine großen Eckzähne besaß, glaubte man anfangs, dass sich das Tier von Pflanzen ernährte und seine Zähne und Klauen zum Aufbrechen von Nüssen und Früchten gebrauchte. Wegen der nicht vorhandenen Mahlzähne dachte man an weiche Früchte wie Melonen usw. Jedoch spricht die Abnutzung der Zähne eine andere Sprache: sie deutet auf Fleischkost hin, Fleisch, das von Riesenkänguruhs oder Wombats stammte, die zur gleichen Zeit in Australien lebten. Verglichen mit einer Säbelzahnkatze wie Smilodon hatte Thylacoleo carnifex ein kurzes aber katzenähnliches Gesicht und komplizierter gebaute Reißzähne, die ihm einen kraftvollen Tötungsbiss ermöglichten. Die meisten modernen Katzen haben Reißzähne, die kleinere Knochen knacken können. Die Reißzähne des Thylacoleo zeigen keinerlei solcher Anpassungen, sie sind perfekt an des Zerschneiden von weichem Gewebe angepasst. Die hervorstehenden vorderen Schneidezähne wurden zu Tötungswerkzeugen umgewandelt und sahen eher wie die Eckzähne plazentarer Fleischfresser aus; die echten Eckzähne dieser Tiere waren eher bedeutungslos.
Thylacoleo carnifex hatte einen kurzen Körper, der in seiner Länge eher einem Leoparden (Panthera pardus) als einem Löwen (Panthera leo) entsprach. Die Beinknochen deuten jedoch darauf hin, dass Thylacoleo carnifex bedeutend robuster gebaut war als ein Leopard. Diese Schätzungen leiten sich teilweise von der Schädelgröße ab. Der robuste Körperbau macht ein Gewicht von 100 bis 130 kg wahrscheinlich, somit wäre Thylacoleo carnifex ungefähr so schwer gewesen wie heutige Löwen oder Tiger. Er besaß ungeheuer kräftige Vorderbeine, mit denen er seine Beute vermutlich aus dem Hinterhalt ansprang und festhielt. Dabei benutzte er wohl auch seine Daumenklauen, mit deren Hilfe er die Beute in tödlicher Umklammerung auf den Boden drückte und seine reißzahnähnlichen Schneidezähne zur Tötung des Opfers einsetzte.
Thylacoleo carnifex überlebte in Australien bis vor rund 50.000 Jahren und könnte somit in Nahrungskonkurrenz mit den Vorfahren der Aborigines getreten sein. Diese Konflikte mit Menschen und mit dem von ihnen eingeführten Dingo (Canis lupus dingo) könnten zum Aussterben dieses in hohem Grade spezialisierten Fleischfressers beigetragen haben.
Es gibt Theorien, dass Restpopulationen kleinerer Beutellöwen in Form des kryptozoologischen „Queensland Tigers“ bis heute überlebten. Wie Thylacoleo wird der Queensland Tiger als kurzköpfig, mit scharfen Krallen und äußerlich wie eine Katze aussehend beschrieben. Augenzeugen (und eine einzelne Fotografie) berichten, der Queensland Tiger hätte auf dem vorderen Fellviertel vertikale Längsstreifen. Aus wissenschaftlicher Sicht gilt der Beutellöwe allerdings als ausgestorben, da jeglicher Beweis für ein Überleben bis in heutige Tage fehlt.
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