Det er beskrevet omkring 950 arter med flaggermus, men man regner med at det finnes omkring 1100. Dette gjør denne flaggermusene til den nest mest artsrike pattedyrordenen etter gnagere. Mellom 1/4 og 1/5 av alle jordens pattedyrarter er flaggermus. Artene fordeles på to hovedgrupper, som igjen består av tilsammen 18-19 familier. Hovedgruppen storflaggermus (Megachiroptera) inneholder bare én familie, nemlig flygehunder (Pteropodidae) og lever primært av frukt og/eller nektar som de lukter seg frem til. Samtlige øvrige flaggermus er småflaggermus (Microchiroptera), og de fleste lever av insekter.
Flaggermus har et meget karakteristisk utseende, og det er sjelden fare for forveksling med andre dyr. Til gjengjeld er mange av artene særdeles like, og artsbestemmelse kan være svært vanskelig.
Flaggermus er stort sett enten små muselignende eller hundelignende pattedyr med pelskledt kropp. Flygehuden på vingene mangler stort sett hår. Vingene består av et dobbelt hudlag som er spent mellom kroppen og fire av fingrene, som er sterkt forlenget i forhold til andre pattedyr. Den første fingeren («tommelen») er formet som en klo. Mellom hudlagene går det nerver og blodårer. Vingespennet varierer mye fra art til art, fra 15 cm til 1,5 meter. På bakbeina har flaggermus fem klør, som den henger etter når den hviler. Den har også flygehud mellom bakbeina og halen. Flaggermus har skarpe tenner og kan spise opp mot 3000 insekter i løpet av en natt.
I Norge er det registrert tretten arter som alle tilhører glattnesefamilienene (Vespertilionidae) og hører hjemme blant småflaggermusene. Norske og europeiske arter lever av insekter.
Småflaggermus orienterer seg med ekkolokalisering og er helst nattaktive, flygehunder har imidlertid godt syn. Bare unntaksvis kan man se flaggermus fly på dagtid. Om dagen gjemmer de seg vekk i sprekker, grotter samt huler, selv om noen arter også er dagaktive. Dette er helst tropiske arter. Flaggermus hviler hengende etter bakbeina, med hodet vendt nedover. Dette gjør at de kjapt kan komme på vingene.
Fingrene til flaggermus er tynne og sterke, og forbundet med hverandre med tynn hud. Mellom den femte fingeren, kroppen og beinene er det også tynn hud. Alle våre hjemlige flaggermus har flygehud mellom beina og halen. Flaggermus som sitter på bakken, kan lette uten først å klatre opp til et startspunkt. Den spenner fra med vinger og bein. Flaggermusen kan ikke gli på stive vinger, slik fuglene kan, men må slå kontinuerlig med vingene for å beholde oppdriften.
Fordi europeiske flaggermus lever av insekter, får de vanskeligheter når vinteren kommer og insektene forsvinner. Derfor går de i dvale. Når de går i dvale, synker pulsen fra omkring 500 slag i minuttet til 4 slag i minuttet. Ved normal aktivitet har flaggermusen en kroppstemperatur opp mot 40 grader Celsius, men når de går i dvale synker temperaturen til nærmere 0 grader. Da må de tære på det oppsparte fettlaget. De kan miste opptil en tredel av den vekten de hadde før dvalen. Derfor er det viktig at de får i seg nok næring i sommerhalvåret. Dvalen varer i cirka 6-7 måneder. De som går først i dvale er oftest de eldre hunnene, så de voksne hannene, og deretter årets unger. Ungene kommer tilslutt fordi de ikke har rukket å vokse seg ferdig og må legge på seg mer.
Flaggermus er helst nattaktive og de fleste artene orienterer seg med ekkolokalisering (også kalt biosonar), på linje med tannhvaler. Noen nektardrikkende flaggermus kan også se UV-lys om natten. Denne egenskapen brukes blant annet til å finne blomster med.
Når flaggermusen flyr sender den ut høyfrekvente lyder (ultralyd) som kalles sonarskrik eller orienteringsskrik. Lyden støtes ut med vingeslagene, så man kan hevde at små flaggermus, som må slå ofte med vingene, sender ut tettere med skrik enn store flaggermus. Ulike arter bruker også ulike orienteringsskrik, tilpasset sitt miljø. Når lyden reflekteres, danner flaggermusen et bilde ved hjelp av ekkosignalene. Orienteringsskrikene ligger i området 20-100 kHz, noe som er mer høyfrekvent enn hva mennesker kan oppfatte. De minste artene har de mest frekvente skrikene. Eksempelvis har dvergflaggermus et orienteringsskrik på ca. 55 kHz, mens den større trollflaggermusens skrik ligger på ca. 38 kHz. Flaggermus kan imidlertid i en viss grad endre på (tilpasse) skrikene sine, for eksempel gjennom å gjøre de mer høyfrekvente når den må navigere i vanskelig terreng (eksempelvis i skog), og mer lavfrekvente i lett terreng (eksempelvis over vann). Under søk sender flaggermusen ut orienteringsskrikene i forskjellige retninger ved å vri på hodet, som regel gjennom nesen eller munnen.
Generelt lever store dyr lenger enn små, men flaggermus er svært langlivede i forhold til størrelsen. Skogflaggermus holder rekorden for langt liv for ville flaggermus – minst 41 år. 1544 dyr av ukjent alder ble fanget i Sibir 1962, og minst 67 dyr - alle hanner - levde i ytterligere 20 år. Hunner må føde unger som er 25% av deres egen vekt og amme dem til de er omtrent fullvoksne, så de har større fysisk belastning. Mange flaggermusarter viser mye mindre skader på DNA på grunn av oksydering, enn for eksempel mus på samme størrelse. Mus og spissmus lever sjelden lenger enn 1–2 år.
De fleste flaggermusarter trives best i tropisk eller subtropisk klima, og bare et fåtall arter har sin utbredelse i temperert klima. Jo lenger nord eller syd man kommer, desto mindre blir artsrikdommen. På våre nordlige breddegrader finnes kun en fåtall arter, og i Troms og Finnmark er kun en art registrert.
De fleste artene holder seg bortgjemt i sprekker, grotter og små hulrom på dagtid, noe som gjør dem vanskelig å studere. Flygehundene er derimot ofte aktive også på dagtid.