Leul marsupial, Thylacoleo, este un marsupial carnivor dispărut, care a trăit în Australia în urmă cu 1.600.000-46.000 de ani. A fost cel mai mare carnivor marsupial care a trăit în Australia. Rămășițele fosile de pe câmpia uscată Nullarbor arată că oamenii și schimbările climatice au cauzat probabil dispariția megafaunei australiene în urmă cu aproximativ 45.000 de ani.
Animalul era robust, cu fălci puternic construite și membre anterioare foarte puternice. Avea gheare retractabile, unice printre marsupiale. Acest lucru permitea ghearelor să rămână ascuțite, protejându-le de uzură în timpul mersului. Ghearele erau potrivite pentru a ține prada și pentru a se cățăra în copaci. Primele degete ("degete mari") de la fiecare mână erau semi-opuse și purtau o gheară mărită. Paleontologii cred că aceasta ar fi fost folosită pentru a se agăța de pradă și pentru a asigura o poziție sigură pe trunchiurile și ramurile copacilor. Picioarele posterioare aveau patru degete funcționale, primul deget fiind mult redus în dimensiune, dar având o pernuță aspră asemănătoare cu cea a oposumilor. Este posibil să fi ajutat la cățărare. Nu este clar dacă leul marsupial avea sindactilie (al doilea și al treilea deget de la picior fuzionate), precum alte diprotodonți.
Avea gheare puternice și fălci foarte puternice. Biologii estimează că avea cea mai puternică mușcătură dintre toate mamiferele, vii sau dispărute. Era capabil să vâneze animale precum cangurul uriaș și wombat uriaș, dar maxilarul său mare l-ar fi împiedicat să vâneze și să ucidă animale mici. Leul marsupial putea cântări până la 130 kg (287 lb). Avea o lungime de aproximativ 1,5 m și o înălțime de aproximativ 75 cm (2 ft).
