Der Bestandsrückgang der Pardelluchse ist dramatisch. Vermutlich betrug der Bestand an Pardelluchsen zu Beginn des 20. Jahrhunderts noch 100.000 Individuen. Ihre Verbreitung erstreckte sich über weite Teile Spaniens und Portugals. Um 1960 war der Bestand auf mutmaßlich 3.000 Tiere zurückgegangen und das Verbreitungsgebiet war auf einen Bruchteil des Gebietes zu Beginn des 20. Jahrhunderts geschrumpft. Bereits um 1960 waren dabei einzelne Populationen verinselt, was grundsätzlich mit der Gefahr einer Inzuchtdepression verbunden ist. Im Jahre 2002 gab es nur noch 200 Pardelluchse. Die Zahl fortpflanzungsfähiger Weibchen wurde auf nur noch 30 geschätzt.
Mehrere Einflussfaktoren haben diesen starken Rückgang verursacht. Die Bestände der Kaninchen, die seine Hauptbeute darstellen, gingen wegen der Myxomatose und ihrer Bejagung stark zurück. Gleichzeitig vollzog sich eine Änderung der Landnutzung durch den Menschen. Die traditionelle Landnutzung, bei der verbuschtes Land abgebrannt wurde, um kleine landwirtschaftlich genutzte Flächen anzulegen, wurde aufgegeben. Dies war wesentlich für die Verbreitung der Kaninchen. Wo diese frühere Form der Landnutzung nicht mehr angewandt wird, bildet sich dichtes Buschwerk aus, das den Kaninchen deutlich weniger Lebensraum bietet. Die sich parallel entwickelnde intensivere Landwirtschaft stellt dagegen für die Kaninchen keinen geeigneten Lebensraum dar.
Ein Teil der Schutzmaßnahmen basiert auf einer Landnutzung, die letztlich die Ausbreitung von Kaninchen fördert. Wie bei anderen großen Beutegreifern sichert die Unterschutzstellung dieser luchsgeeigneten Lebensräume nicht nur das Überleben des Pardelluchses, sondern auch die anderer, gefährdeter Tierarten. So profitiert von den Schutzmaßnahmen zugunsten des Pardelluchses auch der Kaiseradler.
Zu den besonderen Maßnahmen zum Erhalt dieser Art zählt eine Zusatzfütterung, bei der spezielle Zaunkäfige mit Kaninchen sowie Hasen und / oder Hühnern bestückt werden. Die Zäune sind so konstruiert, dass der Luchs dort Zugang hat und Beutetiere schlagen kann. Diese Maßnahmen begünstigen vor allem Weibchen mit Nachwuchs, die auf ein besonders hohes Futterangebot angewiesen sind.
Parallel hat man im Nationalpark Coto de Doñana und der Sierra de Andújar mit einer Erhaltungszucht in Gefangenschaft begonnen, die derzeit 37 Luchse umfasst. Nachdem im März 2005 drei Luchsbabys in der Aufzuchtstation im Coto de Doñana zur Welt kamen (der erste Zuchterfolg des Pardelluchses in menschlicher Obhut), wächst die Zahl der in Gefangenschaft lebenden Luchse ständig; bei einem Bestand von 60 Tieren soll – voraussichtlich im Jahr 2010 – mit der Weitergabe von Tieren an andere Aufzuchtstationen und der Auswilderung begonnen werden. Mit den andalusischen Tieren plant auch Portugal eine Zucht und Wiederansiedlung .
Nach den molekularbiologischen Untersuchungen, die in den 1990er-Jahren Stephen J. O’Brien vornahm, lässt sich die Gattung der Luchse stammesgeschichtlich auf eine Großkatzengruppe zurückführen, die sich in einem Zeitraum vor rund drei bis sieben Millionen Jahren in mehrere Seitenzweige aufteilte. Die stammesgeschichtlich jüngste Aufspaltung ereignete sich vor 2,8 Millionen Jahren, wobei sich aus dem einen Zweig die Großkatzen Nebelparder, Löwe, Tiger, Jaguar, Leopard und Schneeleopard entwickelten. Aus dem anderen Zweig gingen aus dem im Pliozän rings um die Arktis verbreiteten Urluchs (Lynx issiodorensis) die heutigen Luchsarten der Gattung Lynx sowie die Marmorkatze hervor.
Der Pardelluchs wird heute innerhalb der Gattung der Luchse als eigenständige Art betrachtet. Früher wurde er mit dem Kanadischen Luchs und dem Eurasischen Luchs in einer gemeinsamen Art zusammengefasst. Auf Grund von Fossilienbefunden weiß man aber, dass sich die Entwicklungslinie des iberischen Pardelluchses in Südwesteuropa bereits im Villafranchium, einer Frühphase des Pleistozäns, abspaltete. Über L. issiodorensis issiodorensis, L. i. valdarnensis, L. pardinus spelaeus entwickelte sich der heutige Pardelluchs.