Mèo là loài động vật từng được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học về nhân bản vô tính, cấy ghép chân giả trực tiếp hay đưa lên vũ trụ.
>>> Những loài mèo "đẹp lạ" trên thế giới
Năm 2001, trung tâm nghiên cứu thuộc Đại học Texas A&M giới thiệu con mèo được nhân bản vô tính đầu tiên. Con mèo CC được nhân bản vô tính bằng cách ghép DNA từ con mèo cái Rainbow vào tế bào trứng đã được loại bỏ nhân, sau đó cấy phôi vào con mèo mẹ thay thế là Allie. CC và Rainbow giống nhau về mặt di truyền, nhưng lại trông không hề giống nhau. Mèo CC sau đó còn sinh một vài con mèo con bình thường.
Trong những năm 1960, Cơ quan Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) từng thực hiện chiến dịch huấn luyện mèo để nghe trộm các cuộc đàm thoại của Nga. "Gián điệp" mèo đầu tiên được cấy microphone trong tai, một bộ phận phát tín hiệu ở gần cổ và một anten ở đuôi. Tuy nhiên theo báo cáo năm 1967, chương trình này không thích hợp với yêu cầu thực tế.
Năm 2010, Oscar trở thành con mèo đầu tiên được gắn chân giả trực tiếp (ITAP) vào phần xương gót. Công nghệ cấy ghép ITAP sau đó được thử nghiệm ở người và một số người cho rằng nó thoải mái hơn so với sử dụng loại chân giả có thể tháo rời.
Mèo biến đổi gene và có khả năng phát sáng ra đời năm 2001. Nghiên cứu cấy một loại gene khác biệt vào cơ thể mèo được thực hiện nhằm tìm hiểu sự kháng với virus gây bệnh suy giảm miễn dịch của loài mèo (FIV).
Năm 1947, các nhà khoa học Mỹ nghiên cứu khả năng tiếp đất của loài mèo bằng cách đưa hai con mèo lên một chiếc máy bay (loại máy bay giảm trọng lực, dùng trong các hoạt động đào tạo phi hành gia ngắn hạn hoặc nghiên cứu) và cho chúng trải nghiệm môi trường không trọng lực.
Ngày 18/10/1963, Félicette trở thành con mèo đầu tiên được đưa lên không gian trong một khoang đặc biệt. Sau khi đạt độ cao 160km, khoang này tách khỏi tên lửa và được thả dù lao xuống Trái Đất. Félicette vẫn sống sót trong hành trình hạ độ cao, tuy nhiên sau đó, các nhà khoa học đã áp dụng "cái chết nhân đạo" với con mèo này để nghiên cứu mảng điện cực được cấy trên não nó trước đó.
Để nghiên cứu cơ học lượng tử, Erwin Schrödinger đặt con mèo trong chiếc hộp sắt kín với một chai thuốc độc và một mẩu vật chất phóng xạ. Nếu nguyên tử phân rã và có tia phóng xạ phát ra, lọ thuốc độc sẽ bị vỡ và con mèo sẽ chết. Vì người quan sát không thể biết được con mèo có bị dính độc hay không, nên con mèo có thể được cho là sống hoặc chết. Đây là thí nghiệm tưởng tượng của Schrödinger, được đưa ra để tranh luận với Albert Einstein.