Il leone marsupiale, Thylacoleo, è un marsupiale carnivoro estinto, vissuto in Australia da 1.600.000 a 46.000 anni fa. È stato il più grande carnivoro marsupiale ad aver vissuto in Australia. I resti fossili sulla secca pianura di Nullarbor mostrano che l'uomo e il cambiamento climatico hanno probabilmente causato l'estinzione della megafauna australiana circa 45.000 anni fa.
L'animale era robusto, con mascelle possenti e arti anteriori molto forti. Aveva artigli retrattili, unici tra i marsupiali. Questo permetteva agli artigli di rimanere affilati proteggendoli dall'usura durante il cammino. Gli artigli erano adatti a trattenere le prede e ad arrampicarsi sugli alberi. Le prime cifre ("pollici") su ogni mano erano semi opponibili e portavano un artiglio allargato. I paleontologi ritengono che questo sarebbe stato usato per afferrare la preda e che avrebbe dato una base sicura ai tronchi e ai rami degli alberi. I piedi posteriori avevano quattro dita dei piedi funzionali, la prima cifra era molto ridotta nelle dimensioni, ma in possesso di un pad ruvido simile a quello degli opossum. Può aver aiutato nell'arrampicata. Non è chiaro se il leone marsupiale avesse la sindattilia (fondendo le dita del secondo e terzo dito del piede) come altri diprotodonti.
Aveva artigli forti e mascelle molto potenti. I biologi stimano che avesse il morso più potente di qualsiasi altro mammifero, vivo o estinto. Era in grado di cacciare animali come il canguro gigante e il vombato gigante, ma la sua grande mascella gli avrebbe reso difficile cacciare e uccidere piccoli animali. Il leone marsupiale poteva pesare fino a 130 kg. Era lungo circa 1,5 m (5 ft), ed era alto circa 75 cm (2 ft).
