El guepardo habita en una gran variedad de hábitats. En África se han observado en bosques secos, matorrales y sabanas. Sin embargo, la distribución de las presas puede influir en las preferencias del hábitat. Aunque no prefieren las regiones montañosas, los guepardos pueden aparecer a elevaciones de hasta 4.000 metros (13.000 pies). Un área abierta con algo de cobertura, como arbustos difusos, es probablemente ideal para el guepardo porque necesita acechar y perseguir a su presa a lo largo de una distancia, explotando su velocidad.

En África, el guepardo se encuentra principalmente en el este y el sur de África; el alcance en todo el continente ha disminuido a apenas el 10% de la extensión histórica. El rango en África oriental se ha reducido al 6% de su rango original. En el Cuerno de África, el guepardo habita en Etiopía, Kenia, Sudán del Sur, Tanzania y Uganda. Aunque los guepardos ya no existen en Malawi, poblaciones importantes prosperan en el sudoeste de Angola, Botswana, el suroeste de Mozambique, Namibia, el norte de Sudáfrica, el sur de Zambia y Zimbabwe. Muy pocas poblaciones aisladas se encuentran en el Sahara; la densidad de población en esta región es tan baja como de dos a tres individuos por cada 10,000 km2.

En el pasado, el guepardo se extendía por vastas extensiones de Asia: desde el Mediterráneo y la Península Arábiga en el oeste hasta el subcontinente indio en el este, y tan al norte como los mares Caspio y Aral. Sin embargo, el guepardo ha desaparecido de la mayoría de su rango histórico excepto en Irán, y posiblemente algunas áreas de Afganistán, el subcontinente indio y Turkmenistán.

En los tiempos prehistóricos, el guepardo se distribuyó en Asia, África, Europa y América del Norte. Poco a poco desapareció de Europa y América del Norte. Hace casi 500 años, el guepardo todavía era común en toda África, aunque evitaba los desiertos y los bosques tropicales. Afganistán, Irán, Iraq, Palestina, Siria y los valles del río Ganges y el Indo albergaron a grandes cantidades de guepardos.