Toutes les chauves-souris peuvent voir. Les espèces de microbateaux ont généralement des yeux peu développés et une mauvaise acuité visuelle, mais la plupart des espèces de mégabats ont une excellente vue et même une certaine vision des couleurs.
Certaines chauves-souris utilisent l'écholocation pour capturer leurs proies. Les chauves-souris émettent des cris ultrasoniques qui leur reviennent, permettant à la chauve-souris d'avoir une image de son environnement. Les chauves-souris qui utilisent l'écholocation ont tendance à avoir une vision plus mauvaise, mais utilisent leurs yeux pour naviguer au-delà de la portée de leur écholocation. Les chauves-souris nocturnes et cavernicoles se sont adaptées pour pouvoir utiliser une lumière très faible, et certaines espèces peuvent même voir la lumière ultraviolette.
