蝙蝠的外形特徵主要包括以下幾個方面：
頸部和腿部。蝙蝠的頸部較短，而腿部細長。
翅膀。蝙蝠的翼是由其修長的爪子之間的皮膚（翼膜）構成，翼膜從前臂向上延伸到下肢的踝部，有些種類的蝙蝠後肢之間也有翼膜。
面部特徵。蝙蝠的吻部類似嚙齒類動物或狐狸，外耳向前突出，大且活動靈活。一些蝙蝠還具有特殊的面部結構，如鼻葉、臉上多褶皺和複雜的大耳朵，這有助於它們的回聲定位。
身體毛髮。蝙蝠全身覆蓋著毛，毛色通常為濃淡不同的灰色、棕黃色、褐色或黑色，而腹部的色調較淺。
體型大小。蝙蝠的體型差異很大，例如最大的狐蝠翼展可達1.5米，而基蒂氏豬鼻蝙蝠的翼展僅有15厘米。
牙齒和骨骼特徵。例如普通伏翼（學名：Pipistrellus abramus）的個體較小，背毛呈淺棕褐色，上頷前臼齒每側只剩2枚，犬齒與大前臼齒之間有明顯的齒隙，陰莖骨很長。
此外，多數蝙蝠還具有敏銳的聽覺定向（或回聲定位）系統，可以通過喉嚨發出超音波然後再依據超音波的回應來辨別方向、探測目標。