Les chats à dents de sabre se nourrissaient principalement de grands herbivores qui vivaient dans leurs habitats. Ces herbivores peuvent varier en fonction des régions géographiques et des périodes :
Mammouths : À l'époque du Pléistocène, le tigre à dents de sabre (en particulier Smilodon) coexistait avec les mammouths et aurait pu chasser à la fois les adultes et les jeunes individus.
Paresseux terrestres géants : Les paresseux terrestres géants étaient également chassés par les chats à dents de sabre. Ces gros herbivores ont probablement été ciblés en raison de leur lenteur de déplacement.
Chevaux : Les chevaux d'espèces anciennes connues sous le nom d'équidés ou de paléo-chevaux étaient couramment capturés comme proies par les chats à dents de sabre.
Cerf :Diverses espèces de cerfs pouvaient être trouvées dans le paysage du Pléistocène, offrant des possibilités de chasse à ces prédateurs.
Les chats à dents de sabre utilisaient des tactiques de furtivité et d'embuscade pour abattre leurs proies. Leur silhouette musclée leur permettait de maîtriser et de tuer ces grands herbivores rapidement et efficacement. Il convient de noter que leurs célèbres dents de sabre étaient probablement une adaptation pour percer la peau et les tissus épais de ces grandes proies.