A. jubatus es la última superviviente de al menos cuatro especies de guepardos que vivieron en América del norte y del sur durante el Pleistoceno (desde unos dos millones de años hasta hace 10.000 años). Sutiles diferencias en sus pieles permiten distinguir habitualmente siete subespecies, aunque análisis de las proteínas de la sangre, sugieren que las diferencias entre algunas subespecies son triviales. En un tiempo A. jubatus gozó de una extensa distribución a lo largo de toda África y el suroeste de Asia, pero su distribución actual se encuentra confinada a la sabana y a las zonas de vegetación sudanosaheliana del sur del Sáhara. Una relicta población de 200 ejemplares sobrevive todavía en Irán y, posiblemente, en el noroeste de Afganistán.
Aunque no supiésemos que el grácil guepardo, con sus largas patas, es el mamífero terrestre más rápido que existe, su aspecto lo delata como un felino adaptado a la carrera. Su estructura esbelta, pero musculosa, le hace parecer delgado casi en exceso, y su cuerpo estrecho, de pecho ancho, le confiere toda la apariencia de un velocista consumado. El movimiento de las extremidades requiere un gran gasto energético, y tal y como cabe esperar, cuanto más largas son las patas, mayor es la velocidad que alcanza el animal.
El cráneo es pequeño y delicado, con el hocico corto, ojos en posición elevada, orificios nasales anchos y orejas pequeñas y redondeadas. Las uñas permanecen descubiertas incluso cuando están retraídas, lo cual mejora la sujeción del animal cuando gira o acelera con rapidez. El pelo es corto y áspero. Su piel ocre está cubierta de grandes y pequeños puntos negros y redondos que se extienden por todo el cuerpo. Algunos individuos de África central, llamados guepardos «reyes», tienen la piel muy manchada como consecuencia de la posesión genética de un par de alelos recesivos idénticos en el diseño de la piel.
No hay duda de que la función básica de la coloración es la de hacer críptico a este animal, enmascararlo entre la vegetación o contra el suelo. Debido a su incapacidad para resistir una prolongada persecución, le resulta de particular importancia acercarse a sus presas cuanto sea posible y sin ser descubierto antes de acometerlas. En el caso de los individuos jóvenes, la coloración críptica además, los hace menos vulnerables ante sus posibles depredadores.
El guepardo es un peso ligero, si se le compara con otros grandes felinos, pues los adultos pesan solamente entre 39 y 65 kg. La longitud de la cabeza y el cuerpo está entre 112 y 135 cm y la larga cola mide entre 66 y 84 cm.
El estilo de caza a la carrera, propio de esta especie, le obliga a vivir en zonas abiertas, con la cubierta vegetal mínima indispensable para acercarse sigilosamente a las presas. Se le halla, pues, en hábitats abiertos, desde semidesiertos a llanuras de hierba o matorrales.
Los machos comprueban si las hembras se encuentran en estro olfateando su región anogenital. Cuando la hembra todavía no está preparada, rechaza al macho con un golpe de la pata y le enseña los dientes. Llegado el estro, la hembra se volverá receptiva a las atenciones del macho. Los guepardos son polígamos. Terminada la cría de su anterior camada, la hembra buscará uno o varios machos que la fecunden
Las hembras pueden dar a luz hasta ocho cachorros, normalmente de tres a cinco, después de un periodo de gestación de entre 90 y 95 días en una guarida situada entre rocas, entre la vegetación alta o en una marisma. La hembra se ocupa de los cachorros sin que el macho intervenga en ningún momento. Las crías pesan al nacer entre 150 y 300 gramos y poseen un pelaje característico, de color gris claro y lanoso sobre la espalda, y negro en el vientre. A este pelaje se le han atribuido diversas funciones, pero probablemente la principal consiste en camuflar a los cachorros de los carnívoros, tales como leones y hienas manchadas, y contra rapaces, como las águilas marciales y las coronadas. El pelaje natal se pierde completamente a los cuatro meses de edad, justo el tiempo necesario para que los cachorros sean lo bastante fuertes y ágiles como para escapar de estos predadores. Si una madre pierde a su camada durante este tiempo, entrará en celo a los pocos días. Los cachorros son destetados a los 6 meses y abandonan a su madre entre los 13 y 20 meses de edad. Los hermanos pueden permanecer juntos durante varios meses más.
Los cachorros de guepardo son tan juguetones como los de las demás especies de felinos. Los juegos entre hermanos se componen de luchas, persecuciones, acechos y acosos, y hacen posible que los felinos aprendan las habilidades que necesitarán para la caza y la vida en sociedad cuando sean adultos. A veces las madres participan en estos juegos. Al alcanzar los tres meses de edad los cachorros empiezan a cazar diversos animales de su entorno. Las aves pequeñas, como los francolines, son el objetivo de la mayoría de las cacerías de estos grupos de jóvenes, aunque nunca consiguen atraparlos. A los 5 meses los cachorros comienzan a cazar pequeños carnívoros, en su mayoría chacales, pero hasta que alcanzan los 8 meses de edad, la mayoría de ellos acechan presas inapropiadamente grandes, tales como jirafas adultas o elans. De hecho, los cachorros son responsables de menos del 10% de las presas capturadas por la familia.
La mortalidad de los cachorros de guepardo es muy elevada durante los dos primeros meses de vida, pero los supervivientes son sacados de las guaridas a las 6-8 semanas de edad, y a partir de entonces acompañan a su madre.
Los guepardos emplean uno de los sistemas de reparto del territorio más extraño de entre todos los félidos. Las hembras adultas no parecen ser territoriales, pero evitan encontrarse. Varias hembras, emparentadas o no, pueden compartir grandes territorios superpuestos.
Los machos adultos procedentes de la misma camada, permanecen agrupados en ocasiones y defienden un pequeño territorio común; a veces los machos no emparentados se reúnen también en pequeños grupos. Al contrario de lo que sucede con otros felinos, los territorios de las hembras pueden ser más de cinco veces mayores que los de los machos.
El guepardo no puede rugir, a diferencia de las especies del género Panthera, en cambio, emite un sonido agudo muy parecido al de algunas aves, para hacer posible el encuentro con otros guepardos o con las crías en el caso de una hembra tras la caza.
Cazador diurno, el guepardo atrapa mamíferos de menos de 40 kg de peso, tales como gacelas, impalas, crías de ñu y liebres. Acecha a la presa hasta conseguir acercarse a unos 10 metros de ella, y después, se lanza en su persecución. Las carreras suelen durar unos 20 segundos, raramente sobrepasan el minuto, y recorren menos de 300 metros. Aproximadamente la mitad de las persecuciones terminan con la captura de la presa. Practican un acercamiento lento y concienzudo, seguido de un arranque repentino para atrapar a las presas alcanzando una velocidad máxima de 110 km/hora.
Son cazadores sigilosos y solitarios. El éxito de los ataques depende de que consigan sujetar a la presa con sus patas delanteras y propinarle un mordisco en la nuca o en la garganta. Consumen de preferencia las partes blandas del cuerpo de la presa, y, al contrario de la mayoría de los restantes carnívoros terrestres, no suelen completar su dieta con alimentos de origen vegetal.
La columna vertebral proporciona soporte al cuerpo, y al mismo tiempo, flexibilidad a sus movimientos. La parte de la columna vertebral que recorre la región del tronco (la zona situada entre las patas delanteras y las traseras) puede adoptar la forma de un arco tenso, gracias a los músculos ventrales, que son los que proporcionan la tensión precisa para mantener la columna arqueada. El cuello es más bien como una viga, provisto de una serie de músculos y ligamentos que se encargan de mantener la cabeza levantada. La cola es como otra viga, mucho más flexible, situada en el extremo opuesto del tronco, que puede alcanzar la mitad de la longitud de su cuerpo y le proporciona estabilidad en la persecución. Posee una vista privilegiada, que aprovecha para observar a sus víctimas desde la distancia, tumbado en un promontorio o subiéndose a un árbol. Es paciente y tranquilo; sabe escoger su presa y esperar el momento adecuado.
El guepardo posee una anatomía especializada para la carrera. Posee el mayor corazón en proporción a su tamaño de todos los felinos. Esto le permite bombear la sangre con más fuerza hacia todo su cuerpo. Sus pulmones y fosas nasales son muy amplios para absorber más oxígeno.
Los guepardos machos colocan marcas olorosas en los árboles que se sitúan dentro de su territorio. Depositan orina y frotan las glándulas productoras de sustancias olorosas sobre objetos diversos de su entorno, como el suelo, tallos de hierba, ramas bajas, troncos de árboles y piedras, utilizando así la comunicación química para transmitir información sobre su identidad, sexo y estado reproductor, así como para indicar la posesión del territorio. También frotan con frecuencia la barbilla y las mejillas contra los árboles que previamente han rociado con su orina. Mientras lo hacen depositan saliva, que, igual que la orina, contiene información química del individuo que la ha dejado.
A comienzos de los años 70 un estudio mostró que la población mundial de guepardos totalizaba tan sólo unos 14.000 ejemplares, cifra inferior a la estimación de 28.000 publicada 15 años antes. El guepardo todavía se encontraba ampliamente distribuido a lo largo de 25 países africanos, pero con bajas densidades de población; incluso en áreas protegidas, las densidades eran bajas comparadas con los leones y las hienas manchadas, probablemente como resultado de las altísimas tasas de mortalidad entre cachorros y muertes de adultos (como resultado de los combates intrasexuales).
El guepardo está clasificado como «en peligro de extinción», estando incluido en el Apéndice I (el cual incluye las especies amenazadas) de la Convención de Comercio Internacional de Especies Amenazadas (CITES). Se cree que la principal amenaza para su supervivencia en toda África es la invasión de su hábitat, provocada por la expansión de la agricultura hacia áreas tradicionalmente usadas para el pastoreo de ganado. Por regiones, la sofisticada caza incontrolada de las gacelas dama y dorca, desde vehículos, han contribuido al declive de los guepardos en el Sahel. En Namibia, a los guepardos se les mata legalmente como alimañas y su caza ya ha comenzado de nuevo en Zimbabwe. En África del sur y en el Cuerno de África, existe un comercio de pieles limitado.
Probablemente las únicas expectativas para la supervivencia del guepardo a largo plazo se encuentran en las áreas que cuentan con una protección efectiva, pero incluso allí, los guepardos están amenazados debido a las elevadas densidades de predadores.