A onça pintada se espalhava, inicialmente, desde o sul dos Estados Unidos até o norte da Argentina. Porém, seu território de ocupação diminuiu sensivelmente. Costuma ser encontrada em reservas florestais e matas cerradas do Brasil, bem como em outros locais ermos onde vivam mamíferos de pequeno porte de que se alimenta.
Seu habitat preferencial são zonas florestais, mas a espécie também vive em planícies pantanosas e savanas, sendo fortemente influenciada por regiões com corpos de água frequentadas por suas presas preferidas. Já foram encontradas em regiões acima de 3 800 m de altitude, mas temem as regiões montanhosas.