Fülogeneesi uuringud paigutasid ilvesed lähemale Panthera perekonna suurtele kaslastele ning jaguarundile, kes meenutab rohkem kärplast kui kaslast. Serval ja karakal, kes sarnanevad ilvesega palju rohkem, osutusid ilvese kaugemateks sugulasteks. Samas, kui võrrelda kromosoome, sarnaneb euraasia ilves rohkem karakali kui punailvesega. Nimelt on euraasia ilvese ja karakali X-kromosoomid metatsentrilised (võrdsed kromosoomiõlad) ja Y-kromosoomid submetatsentrilised (ebavõrdsed kromosoomiõlad), aga punailvesel on mõlemad metatsentrilised.