猫头鹰的外形独特而引人注目。它们的头部宽大且呈圆形或心形，正面覆盖着排列成面盘的羽毛，部分种类还具有耳状羽毛，使得头部看起来与猫极其相似，因此得名“猫头鹰”。眼睛大而突出，位于面盘的正前方，瞳孔呈垂直裂缝状，能够在夜间捕捉到微弱的光线。嘴短而粗壮，前端成钩状，适合撕裂猎物。脖子转动灵活，具有特殊的颈椎结构，头的活动范围可达到270度。猫头鹰的羽毛稠密、蓬松且柔软，颜色多为褐色或灰色，散落点缀着浅色的细小斑纹，使得它们在栖息时能够很好地融入周围环境，起到保护色的作用。