蝙蝠全身骨质轻,头骨愈合程度较高,肩带发达,胸骨具龙骨状突起。后肢胫骨、腓骨退化。耳壳发达,常具发达的耳屏或对耳屏。翼膜、耳、唇等处有丰富的感觉毛。颜色多样,大多是褐色、灰色和黑色。
蝙蝠前肢特化,尤其是骨骼有较大的变化。肱骨显著短于桡骨(前臂骨),尺骨退化;除第一指不特别延长,末端有爪,其余掌骨和指骨均特别延长,各掌、指骨间生有皮膜,向后一直与后肢和尾部相连。连接各指间的皮膜称翼膜,前肢肱骨和后肢间皮膜称侧膜,前肢肱骨和前臂骨前的皮膜称前翼膜,连接左右后肢和尾部的称股间膜。股间膜其膜缘常有距,起支撑股间膜作用,距外侧皮膜称之为距缘膜。后肢短小,大腿部与身体呈直角且位于同一平面。侧膜常止于胫下部、踵部或趾基部。后肢足部完全位于皮膜以外,五趾均具爪,用于钩挂。
蝙蝠牙齿齿冠原始,原始齿型相比,缺第一对门齿和第一对前白齿。门齿弱,犬齿发达,基部常有粗壮的基嵴。前臼齿有分化,最后一枚前臼齿显著的大,其齿尖可达犬齿齿尖的高度,臼齿齿冠呈“W”形。
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蝙蝠雄性具有显著的阴茎,但一般无阴囊,睾丸留于腹腔内或会阴部。雌性具双分子宫或双子宫,繁殖时形成盘状胎盘。胸部有一对乳头。耳壳发达,常具发达的耳屏或对耳屏。翼膜、耳、唇等处有丰富的感觉毛。