猫头鹰作为鸮形目鸟类的统称，具有多个显著特点。首先，其头部特征鲜明：眼睛大且双目向前，头部正面羽毛排列成面盘，部分种类具有耳状羽毛，整体形态与猫相似，因而得名。

其次，猫头鹰拥有高度适应夜间活动的感官系统：视网膜富含感光细胞，瞳孔极大，夜视能力极强；耳孔位置不对称，可精准定位猎物；羽毛柔软且边缘呈锯齿状，飞行时几乎无声。此外，猫头鹰的颈椎结构特殊，头部可旋转270度，极大扩展了视野范围。其喙短而前端向下弯曲，形成钩状，脚爪锋利，均为捕食利器。体型、羽毛图案和颜色因种类而异，但普遍具有保护色以融入环境。