蝙蝠的形态特征高度适应其飞行与夜行性生活方式。其体型差异显著，从体长仅3厘米的基特氏猪鼻蝠到翼展达1.7米的马来大狐蝠不等，但普遍具有以下特征：前肢特化为翼膜结构，由延长的指骨与皮膜相连，形成宽大的飞行面；后肢短小，通过跗骨与尾骨支撑翼膜，部分种类尾突发达以辅助飞行操控。体表覆盖细密绒毛，颜色多为灰褐、棕黑等保护色，部分种类具条纹或斑点。

头部特征因食性分化：食虫蝙蝠吻部短而尖，耳廓大且常具耳屏结构以增强回声定位能力；食果蝙蝠吻部宽厚，适合咀嚼果实。眼睛较小，视觉相对较弱，但听觉与嗅觉高度发达。部分种类具鼻叶结构（如菊头蝠），可能参与声波发射与接收。蝙蝠的骨骼轻盈且中空，胸肌发达以驱动飞行，这些特征共同构成其独特的生物学形态。