ค้างคาวมีลักษณะตรงตามที่คำอุปมาที่คนไทยเรียกมาตั้งแต่โบราณว่า "นกมีหู หนูมีปีก" แต่ค้างคาวไม่ใช่หนู และไม่ใช่นก ค้างคาวเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมในอันดับ Chiroptera

มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมหลายชนิดนอกจากค้างคาวที่ใช้ชีวิตเหินหาวกลางอากาศได้ เช่น บ่าง กระรอกบิน แต่การเคลื่อนที่ของสัตว์เหล่านั้นเป็นการร่อน ส่วนการเคลื่อนที่ของค้างคาวเป็นการบิน นับเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมเพียงชนิดเดียวที่บินได้อย่างแท้จริง ปีกของค้างคาวคือพังผืดที่เชื่อมระหว่างนิ้ว กระดูกนิ้วที่ยืดยาวทำหน้าที่เป็นโครงปีก

ค้างคาวมีจำนวนชนิดพันธุ์หลากหลายมาก มีถึงราว 1,240 ชนิด หรือคิดเป็นหนึ่งในห้าของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมทั้งหมด

ค้างคาวมีเขตกระจายพันธุ์กว้างขวางไปทั่วโลก พบได้ในทุกทวีปยกเว้นแอนตาร์กติกา

ในระบบนิเวศ ค้างคาวมีบทบาทสำคัญมากในฐานะผู้ผสมละอองเกสร และผู้กระจายเมล็ดพันธุ์ พืชเขตร้อนหลายชนิดที่ต้องพึ่งพาค้างคาวเพียงอย่างเดียวในการแพร่พันธุ์ ค้างคาวยังเป็นผู้ควบคุมประชากรแมลงที่สำคัญอีกด้วย ค้างคาวราว 70 เปอร์เซ็นต์เป็นค้างคาวกินแมลง

ค้างคาวที่เล็กที่สุดในโลกคือค้างคาวกิตติ (Kitti's hog-nosed bat) มีน้ำหนักเพียง 2-3 กรัม ความกว้างปีกจากปลายปีกถึงปลายปีกเพียง 15 เซนติเมตร ส่วนค้างคาวที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือค้างคาวแม่ไก่ป่าฝน (Malayan flying fox) มีความกว้างปีก 1.5 เมตร หนักประมาณ 1 กิโลกรัม

เนื่องจากลำตัวของค้างคาวคล้ายหนู ชื่อเรียกค้างคาวในภาษาต่าง ๆ หลายภาษาจึงเกี่ยวข้องกับหนู เช่นภาษาฝรั่งเศส เรียก chauve-souris (หนูหัวล้าน) สเปนเรียก murciélago (หนูตาบอด) รัสเซียเรียก летучая мышь (หนูบิน), เอสโทเนียเรียก nahkhiir (หนูหนัง)

ค้างคาวมีสองกลุ่มใหญ่ ๆ ค้างคาวใหญ่ มีสายตาดี กินผลไม้ น้ำหวาน หรือเกสรดอกไม้ อีกชนิดคือ ค้างคาวเล็ก เป็นค้างคาวสายตาไม่ดี บางชนิดถึงกับตาบอด ส่วนใหญ่กินแมลง ยกเว้นบางชนิดที่กินสัตว์ใหญ่กว่านั้น เช่นกินปลา กบ หรือบางชนิดเป็นค้างคาวดูดเลือด

ความสามารถอย่างหนึ่งที่เป็นเอกลักษณ์ของค้างคาวคือ มีระบบโซนาร์ค้นหาวัตถุ ความสามารถนี้มีในค้างคาวเล็ก ค้างคาวใหญ่เพียงบางชนิดที่มีความสามารถนี้