蝙蝠类是唯一真正能够飞翔的兽类，它们虽然没有鸟类那样的羽毛和翅膀，飞行本领也比鸟类差得多，但其前肢十分发达，上臂、前臂、掌骨、指骨都特别长，并由它们支撑起一层薄而多毛的，从指骨末端至肱骨、体侧、后肢及尾巴之间的柔软而坚韧的皮膜，形成蝙蝠独特的飞行器官——翼手。
蝙蝠尖尖的翅尖和向上突起的翅面在上下扑击时，翅上层的气流速度比下层的气流速度大，使翅背的空气产生低压，翅下面的空气产生高压。因此按空气流体力学的原理，蝙蝠在空气中升起，如果要前进，翅的前线与迎面而来的气流形成迎角，由此发生向前的推力。所以蝙蝠是靠着这种促使上升的升力和向前的推力进行飞翔的。这时蝙蝠的翅和身体经受着与前进方向相反的曳力，阻止其在空中前进。但蝙蝠流线形的身体和翅可降低这种曳力，它仅为升力的10%～20%。由于升力的作用方向与翅成直角，翅必须对着气流向前和向下运动。滑翔中，蝙蝠通过调节翅前线的迎角大小，降低本身的高度而前进。振翅飞行中，蝙蝠依靠翅的上下扑击克服曳力而前进和上升。
与曳力和升力有关系的因素有：飞行前进的速度，空气的密度和翅的面积。当升力和曳力比到达10：1时，蝙蝠气翼的作用发挥得最好。蝙蝠向上隆起的翅使上面的气流很快地流过后，可在翅下方形成涡流，这种涡流的反作用有助于升力和推力的发生。蝙蝠要维持向前飞行，必须主动调节在扑击时的翅形及其迎角。升力和翅运动的方向成直角，并与翅展、飞行速度和气层的涡流强度成正比。气层涡流强度决定于迎角的大小，当迎角增大使背层气流扰乱，前进失速，这时翅有力地向下扑击产生推力，成为飞行中最重要的变化阶段。蝙蝠由指骨形成的框架能改变翅的形状，由此改变翅向背面隆起的程度和前伸的位置，它的这种能力超过鸟类，因此蝙蝠能有机动性很强的慢飞动作，对于它们在空中捕食飞虫非常有利。
以昆虫为食的蝙蝠在不同程度上都有回声定位系统，因此有“活雷达”之称。借助这一系统，它们能在完全黑暗的环境中飞行和捕捉食物，在大量干扰下运用回声定位，发出超声波信号而不影响正常的呼吸。它们头部的口鼻部上长着被称作“鼻状叶”的结构，在周围还有很复杂的特殊皮肤皱褶，这是一种奇特的超声波装置，具有发射超声波的功能，能连续不断地发出高频率超声波。如果碰到障碍物或飞舞的昆虫时，这些超声波就能反射回来，然后由它们超凡的大耳廓所接收，使反馈的讯息在它们微细的大脑中进行分析。这种超声波探测灵敏度和分辨力极高，使它们根据回声不仅能判别方向，为自身飞行路线定位，还能辨别不同的昆虫或障碍物，进行有效地回避或追捕。蝙蝠就是靠着准确的回声定位和无比柔软的皮膜，在空中盘旋自如，甚至还能运用灵巧的曲线飞行，不断变化发出超声波的方向，以防止昆虫干扰它的信息系统，乘机逃脱的企图。
蝙蝠类动物的食性相当广泛，有些种类喜爱花蜜、果实，有的喜欢吃鱼、青蛙、昆虫，吸食动物血液，甚至吃其他蝙蝠。一般来说，大蝙蝠类一般以果实或花蜜为食，而大多数小蝙蝠类则以捕食昆虫为主。