Zarówno analiza mitochondrialnego, jak i jądrowego DNA wykazała, że zając kantabryjski jest blisko spokrewniony z zającem apenińskim, dzieląc nie tylko podobieństwa genetyczne, ale także cechy fenotypowe i właściwości niszy ekologicznej. Nie znaleziono żadnych mieszańców z zającem iberyjskim i zającem szarakiem, pomimo występowania w parapatrii. Jednak mitochondrialne DNA jest dość podobne do linii obserwowanej u zająca bielaka, co sugeruje hybrydyzację przodków obu gatunków.
Pod względem taksonomicznym gatunek ten jest zbliżony do zająca apenińskiego. Uważa się, że oba gatunki miały wspólnego przodka w późnym plejstocenie, mającego duży zasięg w Europie oraz rozdzielenie się dwóch różnych schronień na Półwyspie Iberyjskim i Apenińskim w wyniku zmian klimatycznych.
Morfologia Długość ciała (bez ogona) 410–590 mm, długość ogona 87 mm, długość ucha 85–96 mm, długość tylnej stopy 130–147 mm; masa ciała 2–3,5 kg.