蝙蝠是唯一能主动飞行的哺乳动物，体型从2克到1.5千克不等。它们前肢演化出延展的翼膜，由细长手指支撑，形成“翅膀”；后肢短小，适合倒挂栖息。头部小，配以大而突出的耳朵（部分种类有复杂耳屏）和发达的鼻叶（用于回声定位）。

体毛短而密，颜色多样，从棕灰到鲜艳红黄均有。多数蝙蝠眼睛小，视觉退化，依赖声呐系统导航。翼膜薄而透明，飞行时呈波浪状起伏，部分种类尾膜连接后肢，增强机动性。它们没有羽毛，与鸟类差异显著，是夜行性生态位的关键物种。