Ein Löwe hat 38 Chromosomen, die in 19 Paare gruppiert sind. Fünfzehn dieser Paare kommen bei allen Katzenarten vor.
Der Löwe wird in Königreich Animalia, Phylum Chordata, Klasse Säugetiere, Ordnung Carnivora, Familie Felidae und Art Panthera Leo eingeteilt. Die beiden Unterarten von Panthera leo sind allgemein als afrikanischer Löwe und asiatischer Löwe bekannt, mit nur geringfügigen genetischen Unterschieden zwischen den beiden.
Aufgrund der relativ neuen Diversifizierung vieler Arten, die erst vor 10 bis 15 Millionen Jahren stattfand, sind Wissenschaftler bei der Bestimmung des Evolutionsprozesses der Felidae oder Katzenfamilie auf einige Schwierigkeiten gestoßen. Der Karyotyp der Familie, der sich auf das Aussehen und die Anzahl der Chromosomen im Zellkern bezieht, wurde während der phylogenetischen Entwicklung der Familie beibehalten. In einer phylogenetischen Studie aus dem Jahr 2005 wurden jedoch sechs einzigartige Haplotypen oder vererbbare DNA-Variationen auf demselben Chromosom entdeckt. Diese Polymorphismen führten zur Bildung von zwei Kladen, einer Gruppe von Löwen, die die östlichen Savannen durchstreifen, und einer anderen Gruppe, die bewohnt die westlichen Savannen. Es existieren mindestens zwei weitere Gruppen, die in den südwestlichen Regionen und im Sabi Sands verteilt sind.
Die nächsten Verwandten von Löwen sind die Tiger, die die gleiche Anzahl an Chromosomen wie Löwen enthalten. In Gefangenschaft werden die beiden Großkatzen oft gekreuzt, um Tigons und Liger zu produzieren. Der Vater eines Tigers ist ein Tiger, während der Vater eines Ligers ein Löwe ist. Diese Hybriden sind dafür bekannt, fruchtbar zu sein.
