Lebensraum der Iriomote-Katzen sind in erster Linie die subtropischen Regenwälder an der Küste ihrer Heimatinsel, das gebirgige Innere meiden sie eher. Sie sind vorwiegend nachtaktiv, als Ruheplätze dienen ihnen Baumhöhlen, Äste oder Felsspalten. In der Nacht, selten auch tagsüber begeben sie sich auf Nahrungssuche, wobei sie auch auf Bäume klettern oder sich schwimmend fortbewegen.

Diese Tiere leben einzelgängerisch und sind territorial. Die Territorien der Männchen, die rund 3 Quadratkilometer groß sind, können sich mit denen anderer Tiere überlappen und werden nach einigen Monaten gewechselt. Weibchen haben zwar kleinere (1,75 Quadratkilometer) Reviere, diese sind aber dauerhafter und überlappen sich meist nicht mit anderen.

Iriomote-Katzen sind Fleischfresser, die sich von fast allen auf Iriomote lebenden Tieren ernähren. Auf ihrem Speiseplan stehen unter anderem Säugetiere (zum Beispiel Flughunde und Ratten), Vögel, Skinke, Amphibien und Krabben.