這個問題其實一直都存在爭議。目前大熊貓暫時被分為熊科大熊貓亞科，但事實上早在上世紀二三十年代就有人提出應單獨分出一個大熊貓科。上世紀五十年代有人提出，將吻長與顴弓的一半對比作為劃分熊科與大熊貓科的標準。上世紀六十年代有人提出除頭骨中加強咀嚼引起的顴弓寬、項脊高、矢狀脊尖外，大熊貓的吻部也比熊短，牙齒與熊存在很大不同。上世紀七十年代有人提出大熊貓牙齒脫換的特點及胎兒尾長的返祖現象都與熊不同。同時出土的化石證據也顯示古代熊貓吻更短，現代大熊貓的吻反而比古代熊貓的長。如果按戴維斯“大熊貓是特化的熊”的理論，吻長變化則無法得到解釋。上世紀八十年代曾有人對大熊貓進行過染色體分析，認為大熊貓與熊和浣熊都沒有相似性——大熊貓的染色體為21對，而黑熊為37對，小熊貓為18對。所以更準確的來說：大熊貓應單獨分為大熊貓科，而不是熊科大熊貓亞科。

浣熊學派認為大熊貓只是一種大型的浣熊，它們在形態和行為生態上與浣熊科的小熊貓很相似，兩種熊貓的染色體數目也相差不多。 熊學派認為大熊貓屬熊科，是一種高度特化了的熊類。大熊貓從體型大小、外型特徵、尾的長短到腦顱結構、神經系統、腳型等均與熊類相似，特別是血清學、神經化學和分子生物學的研究表明，大熊貓與熊的親緣關係非常密切。 大熊貓獨立學派則指出了消化道長短、交配方式、生活領域、食性及大腦、新皮質進化指數等一系列有別於浣熊和熊科動物的特徵，主張將大熊貓獨立為一科。