Sono mammiferi che appartengono all’ordine dei Chirotteri e sono gli unici membri della classe dei mammiferi in grado di volare; i loro arti anteriori si sono, infatti, modificati fino a diventare delle vere e proprie ali. La loro struttura non si differenzia molto da quella ricostruita dai fossili appartenenti all’Eocene ritrovati in zone dell’Asia, dell’Africa e dell’Australia: questo dimostra che i pipistrelli sono di origine molto antica. Una volta raggiunta la capacità di volare, si sono evoluti solamente in dettagli anatomici secondari. Spesso, i vari stadi di tali modificazioni sono riconoscibili nelle diverse specie ed è così possibile ricostruire i cambiamenti avvenuti gradualmente nel corso della loro evoluzione. Lo scheletro è estremamente leggero, composto da ossa lunghe e sottili con delle cavità midollari molto ampie; ma la caratteristica più interessante di questi mammiferi è costituita dalla conformazione degli arti inferiori (ali). Sono, infatti, caratterizzati da un notevole sviluppo dell’omero, del radio e delle ossa metacarpali e falangi, del secondo, terzo, quarto e quinto dito, che assumono così un curioso aspetto, che ricorda le stecche di un ombrello. Su questa impalcatura si stende una sottilissima membrana cutanea, chiamata patagio , che unisce tra loro tutte le dita, tranne il pollice, si collega ai lati del corpo e si estende alla coda, quando è presente. Il pollice, invece, che resta libero, termina con un’unghia per mezzo della quale possono agganciarsi ai rami degli alberi per riposare nella caratteristica posizione a testa in giù.
Gli arti posteriori sono più corti di quelli anteriori e le dita dei piedi, che sono munite di artigli, sono libere. La testa è generalmente piccola così come gli occhi, mentre i padiglioni auricolari sono molto sviluppati e variano nella forma a seconda della specie. I pipistrelli possono volare anche nella più completa oscurità grazie ad un organo, chiamato trago, posto all’interno del padiglione auricolare e funzionante come un diapason: l’animale emette infatti degli ultrasuoni che, incontrando un ostacolo sono riflessi e vengono captati dal trago.
Anche il tatto è molto sviluppato mentre la vista e l’olfatto sono assai ridotti. In base al diverso tipo di alimentazione i pipistrelli presentano una diversa dentizione (che come in tutti i mammiferi compare due volte, la prima con 22 denti da latte e la seconda con i denti permanenti che vanno da 20 a 22): quelli che si nutrono esclusivamente di prodotti della terra (frugivori) o di sangue (ematofagi) hanno labbra carnose e ghiandole salivari molto sviluppate, mentre quelli che si nutrono di insetti (insettivori) hanno denti più taglienti e robusti. Per quanto riguarda il resto del corpo, le caratteristiche si equivalgono in quasi tutte le specie: il torace è molto ampio per poter contenere cuore e polmoni che sono di grosse proporzioni; la coda è generalmente lunga e non collegata alla membrana. Il cranio presenta alcune variazioni all’interno delle varie specie e scientificamente viene considerato come base per la classificazione dei pipistrelli; il cervello non è molto grande e la sua superficie è relativamente liscia. Interessante è l’apparato riproduttore femminile, che presenta un utero doppio che può essere semplice o bicorne, mentre le mammelle, come in tutti i mammiferi, sono nella regione pettorale -ascellare. I piccoli nascono, nudi e ciechi, dopo 60 giorni di gestazione, nei primi mesi estivi e si aggrappano subito ai capezzoli della madre con la quale poi voleranno fino al completo sviluppo. La maturità avviene nei maschi verso i 3 anni e nelle femmine verso i 2: vivono, tranne alcune specie molto grandi, circa una quindicina d’anni.