Le chat moderne (Felis silvestris catus) est issu d'un ou plusieurs des quatre ou cinq chats sauvages distincts: le chat sauvage sarde (Felis silvestris lybica), le chat sauvage européen (F. s. silvestris), le chat sauvage d'Asie centrale (F.s. ornata), le chat sauvage d'Afrique subsaharienne (F.s. cafra), et (peut-être) le chat du désert chinois (F.s. bieti). Chacune de ces espèces est une sous-espèce distincte de F. silvestris, mais F.s. lybica a finalement été domestiqué et est l'ancêtre de tous les chats domestiques modernes. L'analyse génétique suggère que tous les chats domestiques proviennent d'au moins cinq chats fondateurs de la région du Croissant fertile, d'où ils (ou plutôt leurs descendants) ont été transportés à travers le monde.
Les chercheurs analysant l'ADN mitochondrial du chat ont identifié des preuves que F.s. lybica a été distribué à travers l'Anatolie au début de l'Holocène (il y a environ 11 600 ans) au plus tard. Les chats ont trouvé leur chemin dans le sud-est de l'Europe avant le début de l'élevage au Néolithique. Ils suggèrent que la domestication des chats a été un processus complexe à long terme, car les gens ont emmené des chats avec eux sur le commerce terrestre et à bord des navires facilitant les événements de mélange entre géographiquement séparés F.s. lybica et d'autres sous-espèces sauvages comme F.S. ornata à différents moments.
Il y a deux difficultés inhérentes à déterminer quand et comment les chats ont été domestiqués: le premier est que les chats domestiqués peuvent se reproduire avec leurs cousins sauvages; l'autre est que le principal indicateur de la domestication des chats est leur sociabilité ou docilité, traits difficilement identifiables dans les archives archéologiques.
Au lieu de cela, les archéologues s'appuient sur la taille des os d'animaux trouvés dans les sites archéologiques (les chats domestiques sont plus petits que les chats sauvages), par leur présence en dehors de leur aire de répartition normale, s'ils reçoivent des sépultures ou ont des colliers ou similaires, et s'il existe des preuves qu'ils ont établi une relation commensale avec les humains.
Le comportement commensal est le nom scientifique de "traîner avec les humains": le mot "commensal" vient du latin "com" qui signifie partage et "mensa" qui signifie tableau. Appliqués à différentes espèces animales, les vrais commensaux vivent entièrement dans des maisons avec nous, les commensaux occasionnels se déplacent entre les maisons et les habitats extérieurs, et les commensaux obligatoires sont ceux qui ne peuvent survivre que dans une zone en raison de leur capacité à occuper les maisons..
Toutes les relations commensales ne sont pas amicales: certaines consomment des récoltes, volent de la nourriture ou sont porteuses de maladies. De plus, commensal ne signifie pas nécessairement «invité»: les agents pathogènes microscopiques et les bactéries, les insectes et les rats ont des relations commensales avec les humains. Les rats noirs dans le nord de l'Europe sont des commensaux obligatoires, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles la peste bubonique médiévale a été si efficace pour tuer les gens.
La preuve archéologique la plus ancienne pour les chats vivant avec des humains provient de l'île méditerranéenne de Chypre, où plusieurs espèces animales, dont des chats, ont été introduites en 7500 av. Le plus ancien enterrement intentionnel de chats connu est sur le site néolithique de Shillourokambos. Cette sépulture était celle d'un chat enterré à côté d'un humain il y a entre 9500 et 9200 ans. Les dépôts archéologiques de Shillourokambos comprenaient également la tête sculptée de ce qui ressemble à un être humain-chat combiné.
Il y a quelques figurines en céramique trouvées au 6ème millénaire avant JC. site de Haçilar, Turquie, sous la forme de femmes portant des chats ou des figures de chats dans leurs bras, mais il y a un débat sur l'identification de ces créatures comme des chats. La première preuve incontestée de chats de plus petite taille que le chat sauvage provient de Tell Sheikh Hassan al Rai, une période d'Uruk (il y a 5500-5000 années civiles [cal BP]) Site mésopotamien au Liban.
Jusqu'à très récemment, la plupart des sources pensaient que les chats domestiques ne se sont répandus qu'après que la civilisation égyptienne a pris sa part dans le processus de domestication. Plusieurs volets de données indiquent que les chats étaient présents en Égypte dès la période prédynastique, il y a près de 6 000 ans. Un squelette de chat découvert dans une tombe prédynastique (environ 3700 avant JC) à Hierakonpolis peut être une preuve de commensalisme. Le chat, apparemment un jeune mâle, avait un humérus gauche cassé et un fémur droit, qui avaient tous deux guéri avant la mort et l'enterrement du chat. Une nouvelle analyse de ce chat a identifié l'espèce comme le chat de la jungle ou du roseau (Felis chaus), plutôt que F. silvestris, mais la nature commensale de la relation est incontestable.
Des fouilles continues dans le même cimetière de Hierakonpolis (Van Neer et ses collègues) ont trouvé un enterrement simultané de six chats, un adulte mâle et femelle et quatre chatons appartenant à deux portées différentes. Les adultes sont F. silvestris et se situent à l'intérieur ou à proximité des plages de tailles pour les chats domestiques. Ils ont été enterrés pendant la période Naqada IC-IIB (environ 5800-5600 cal BP).
La première illustration d'un chat avec un collier apparaît sur une tombe égyptienne à Saqqara, datée de l'Ancien Empire de la 5e dynastie, vers 2500-2350 av. À la 12e dynastie (Empire du Milieu, vers 1976-1793 avant JC), les chats sont définitivement domestiqués et les animaux sont fréquemment illustrés dans des peintures d'art égyptien et comme des momies. Les chats sont l'animal momifié le plus fréquemment en Égypte.
Les déesses félines Mafdet, Mehit et Bastet apparaissent toutes dans le panthéon égyptien au début de la période dynastique, bien que Bastet ne soit associé à des chats domestiques que plus tard..
En 2014, Hu et ses collègues ont rapporté des preuves d'interactions précoces chat-humain pendant la période du Yangshao moyen-tardif (début du néolithique, 7 000-5 000 cal BP) sur le site de Quanhucun, dans la province du Shaanxi, en Chine. Huit F. silvestris des os de chats ont été récupérés dans trois fosses cendrées contenant des os d'animaux, des tessons de poterie, des outils en os et en pierre. Deux des os de la mâchoire du chat étaient datés au radiocarbone entre 5560-5280 cal BP. La gamme de taille de ces chats se situe dans celle des chats domestiques modernes.
Le site archéologique de Wuzhuangguoliang contenait un squelette félin presque complet posé sur son côté gauche et daté de 5267 à 4871 cal BP; et un troisième site, Xiawanggang, contenait également des os de chat. Tous ces chats venaient de la province du Shaanxi, et tous ont été identifiés à l'origine comme F. silvestris.