Der Höhlenlöwe, Panthera spelaea, war während des Spätpleistozäns in Nordeurasien und Alaska/Yukon verbreitet. Sowohl die Morphologie als auch die DNA weisen auf ein Tier hin, das sich von modernen Löwen unterscheidet (wahrscheinlich auf Artniveau), so dass sein Verschwinden im Spätpleistozän als echtes Aussterben betrachtet werden sollte. Neue AMS-Radiokarbondaten direkt am Höhlenlöwen aus seinem gesamten Verbreitungsgebiet sowie veröffentlichte Daten aus anderen Studien – insgesamt 111 Daten – deuten auf ein Aussterben in ganz Eurasien im Zeitraum von ca. 14-14,5 cal ka BP und in Alaska/Yukon etwa tausend Jahre später hin. Es ist wahrscheinlich, dass sein Aussterben direkt oder indirekt auf die Klimaerwärmung zurückzuführen ist, die ca. 14,7 cal ka BP zu Beginn des grönländischen Interstadials 1 eintrat und mit einer Ausbreitung von Sträuchern und Bäumen und einer Verringerung der offenen Lebensräume einherging. Möglicherweise ging damit auch eine Verringerung des Beuteangebots einher, obwohl die meisten der wahrscheinlichen Beutetierarten erst wesentlich später überlebten. Gegenwärtig ist unklar, ob die menschliche Expansion im Spätglazial eine Rolle beim Aussterben der Höhlenlöwen gespielt haben könnte. Lücken im zeitlichen Muster der Daten deuten auf eine frühere vorübergehende Verkleinerung des Verbreitungsgebiets hin, ca. 40-35 cal ka BP in Sibirien (während MIS 3) und ca. 25-20 cal ka BP in Europa (während des „letzten glazialen Maximums“), aber es sind weitere Daten erforderlich, um dies zu bestätigen. Die holozäne Ausbreitung des modernen Löwen (Panthera leo) nach Südwestasien und Südosteuropa hat einen Teil des ehemaligen Verbreitungsgebiets von P. spelaea wieder eingenommen, aber die zeitlichen und geografischen Beziehungen zwischen den beiden Arten im späten Pleistozän sind unbekannt.