猫可以耐受长时间的麻醉与脑的部分破坏手术，手术时能保持正常的血压。猫的反射功能与人类近似，循环系统、神经系统和肌肉系统发达，因此猫主要用于神经学、生理学、药理学领域的研究。实验效果较啮齿类更接近于人类，特别适宜作观察各种反应的实验。

(一)中枢神经系统研究

常用猫脑室灌流法来研究药物作用部位；血脑屏障，即药物由血液进入脑或出脑伴随转运至血流的问题；神经递质等活性物质的释放，特别是在清醒条件下研究神经递质等活性物质的释放和行为变化的相关性，如针麻、睡眠、体温调节的条件反射；常在猫身上采用辣根过氧化物酶(HRP)反应方法来进行神经传导通路的研究，同时可用HRP追踪中枢神经系统之间的联系和进行周围神经与中枢神经联系的研究。

(二)生理学研究

猫具有极敏感的神经系统，头盖骨和脑的形状固定，是脑神经生理学研究的绝好实验动物。常用于睡眠、体温调节和条件反射及周围神经和中枢神经的联系、去大脑强直、刺激交感神经时的瞬膜及虹膜反应实验等。

(三)药理学研究

观察用药后呼吸系统及心血管系统的功能效应和药物代谢过程对血压的影响。常用猫进行冠状窦流量的测定、观察药物对血压的影响以及阿托品对毛果芸香碱的拮抗作用等药理实验。猫血压恒定，血管壁坚韧，心搏力强，便于手术操作，能描绘出完好的血压曲线，适合进行药物对循环系统作用机制的分析。还可通过瞬膜反射，分析药物对交感神经节和节后神经纤维的影响。易于制备脊髓猫以排除脊髓以上中枢神经系统对血压的影响。

(四)疾病研究和疾病动物模型研究

猫可用于诊断炭疽病，进行阿米巴痢疾、白血病、血液恶病质的研究；用猫可制备许多良好的疾病动物模型，如弓形体病、Kinefelters综合征、先天性吡咯紫质沉着症、白化病、耳聋症、脊柱裂，病毒引起的营养不良、急性幼儿死亡综合征、先天性心脏病、草酸尿、卟啉病等。