Mèo gấm ocelot chỉ sinh sống ở các khu vực có thực vật bao phủ khá rậm, dù chúng thỉnh thoảng săn ở các vùng mở về đêm. Chúng được tìm thấy ở rừng nhiệt đới, rừng bụi cây mận gai, vùng đầm lầy có cây đước và xa vẳn ở độ cao lên đến 1.200 mét (3.900 ft).[8]

Mèo ocelot phân bố rộng rãi khắp Nam Mỹ, Trung Mỹ và México. Đã có trường hợp ghi nhận xa về phía bắc tận tiểu bang Texas, và tại miền đông Trinidad và Barbados trong vùng biển Caribbean[3][4][9]. Các quốc gia trong phạm vi này là: Argentina, Belize, Bolivia, Brazil, Colombia, Costa Rica, Ecuador, El Salvador, Guatemala, Guyana, Honduras, México, Panama, Paraguay, Peru, Nicaragua, Suriname, Hoa Kỳ và Venezuela. Con mèo có khả năng tuyệt chủng trong Uruguay[1].

Mèo ocelot đã từng sinh sống ở các bụi cây chaparral của bờ biển vùng Vịnh phía nam và phía đông Texas, và có thể được tìm thấy ở Arizona, Louisiana, Arkansas[10]. Tại Hoa Kỳ, nó bây giờ chỉ dao động trong một số khu vực nhỏ của bụi cây rậm rạp ở Nam Texas và hiếm khi được nhìn thấy ở Arizona. Ngày 07 tháng 11 năm 2009, một cá thể mèo được chụp ảnh ở vùng núi của quận Cochise, Arizona. Đây là bằng chứng đầu tiên kiểm chứng sự hiện diện của mèo ocelot ở tiểu bang này[11]. Trong tháng 2 năm 2011, Arizona Game and Fish Department khẳng định nhìn thấy của một mèo rừng ở dãy núi Huachuca nam Arizona[12].