猫头鹰的外形独特，具有鲜明的特征。从整体外观来看，猫头鹰体型大小不一，不同种类的猫头鹰体型差异较大。小型猫头鹰体长可能仅有十几厘米，而大型猫头鹰体长可达七八十厘米。它们的身体通常较为圆润，给人一种憨态可掬的感觉，但这并不影响它们作为顶级捕食者的敏捷和凶猛。

猫头鹰的头部是其最显著的特征之一。它们的头部宽大，与身体的比例相对较大，看起来十分可爱。面部特征独特，部分种类的猫头鹰面部呈盘状，周围环绕着一圈浓密的羽毛，形成类似“面盘”的结构。这个面盘能够帮助它们收集声音，增强听觉能力，对于在夜间捕食时定位猎物起到了关键作用。猫头鹰的眼睛又大又圆，位于面部前方，呈管状，不能像人类眼睛那样灵活转动，但它们拥有出色的视觉聚焦能力和对光线的敏感度，在黑暗中也能清晰地看到周围环境。眼睛的颜色因种类而异，有黄色、橙色、棕色等，炯炯有神，给人一种神秘而威严的感觉。猫头鹰的喙短而弯曲，呈钩状，非常适合撕裂猎物的肉。