Es werden gut erhaltene Schädel des spätpleistozänen Panthera spelaea aus zwei geographisch weit voneinander entfernten Regionen Russlands beschrieben, die in der Russischen Tiefebene und Nordsibirien liegen. Die Ähnlichkeit des untersuchten Materials mit zeitgenössischen fossilen Löwen aus Alaska ist erwiesen. Die Schädelmorphologie von P. spelaea bestätigt seine phylogenetische Position innerhalb der Löwengruppe, während viele der Merkmale, die die Verwandtschaft des Höhlenlöwen mit dem Tiger belegen, primitiv sind. Sowohl der lebende Löwe als auch der Höhlenlöwe sind im Vergleich zum mittelpleistozänen P. fossilis mit größeren oberen Schneidezähnen und stärker aufgeblähten Bullae fortgeschritten. P. spelaea hat mit dem lebenden Löwen auch die folgenden fortschrittlichen Merkmale gemeinsam: eine verbreiterte Schnauze im Bereich der Eckzähne und P2, breite Nasenknochen, einen relativ kurzen präorbitalen Teil des Schädels, einen seitlich verbreiterten Mastoidbereich, eine V-förmige Form der hinteren Spitze des Stirnfortsatzes des Oberkiefers und einen reduzierten Höcker auf dem Protocone-Wulst von P4. Diese Merkmale machen P. spelaea zu einer eigenständigen Art.