Les preuves que nous avons proviennent des squelettes. D'après ses dents, sa méthode de mise à mort aurait été quelque peu différente de celle de Smilodon. Les canines semblent avoir été utilisées pour un coup de couteau plutôt que pour une entaille. La construction du corps est beaucoup plus solide à l'avant et plus lourde que celle des chats modernes, ce qui suggère une stratégie d'embuscade. Cela suggère une stratégie d'embuscade, qui à son tour suggère une couverture dans les bois, qui étaient très communs au Pliocène et pendant une grande partie du Pléistocène.
Le crâne présente des caractéristiques notables. Les incisives antérieures étaient proportionnellement beaucoup plus grandes que celles des chats modernes, et se tenaient fièrement devant les canines. Elles devaient jouer un rôle dans la tenue et l'attraction de la proie. Les molaires de tranchage de la viande à l'arrière étaient énormes. Les pattes étaient assez longues, les pattes avant étant plus longues que les pattes arrière. La queue courte et la région lombaire courte de la colonne vertébrale complètent l'image d'un animal très fort, capable de lutter contre de grosses proies. En résumé, l'Homotherium avait des caractéristiques combinant celles des hyènes et des grands félins modernes. Il était capable de chasser en embuscade, mais aussi de poursuivre sur de longues distances à des vitesses modérées. Il opérait dans les forêts ouvertes.
Il est possible que tous ces sabres-dents fonctionnent en sautant sur le cou de la proie, en s'accrochant avec leurs solides membres antérieurs, et en creusant dans le cou de la proie avec leurs dents. Leurs canines pourraient pénétrer dans la peau des grands mammifères, contrairement aux lions modernes qui doivent étouffer leurs proies.
Des squelettes d'homothérium ont été trouvés en association avec ceux de mammouths, mastodontes et rhinocéros. On peut en déduire que des éléphants juvéniles ont pu figurer à leur menu.
