索诺拉虎猫体长55-100厘米，尾长27-45厘米，体重7-18千克。躯体均匀，四肢中长，趾行性。头大而圆，吻部较短，视、听、嗅觉均很发达。犬齿及裂齿极发达；上裂齿具三齿尖，下裂齿具2齿尖；臼齿较退化，齿冠直径小于外侧门齿高度。皮毛柔软，具显著花纹。前足5趾，后足4趾；爪锋利，可伸缩。善攀缘及跳跃。喜独居。视觉十分灵敏，具有夜视能力。肉食，常以伏击方式捕杀其他温血动物。其食物包括猴类、蛇、啮齿类、鱼、两栖类和鸟，有时也捕食家养的小猪和禽类。是独居动物，只在交配的时候聚集。虎猫的孕期为70天，每胎可产2-4仔，在每年秋天产仔。