La chauve-souris vampire est originaire d'Amérique du Nord, centrale et du Sud, du Mexique à l'Argentine. Il n'y a qu'une seule confirmation positive d'une observation de chauve-souris vampire aux États-Unis.
La chauve-souris vampire appartient à la famille des Phyllostomidae, la chauve-souris à nez de feuille. Il existe trois espèces de chauves-souris vampires : commune, à ailes blanches et à pattes velues. La chauve-souris vampire commune a la plus grande aire de répartition des trois espèces, s'étendant du nord du Mexique à l'Argentine, au Chili et à l'Uruguay dans le sud. La chauve-souris vampire à ailes blanches a une aire de répartition similaire à la commune, mais n'est pas présente dans l'ouest du Mexique ou dans le Yucatan. La chauve-souris vampire aux pattes velues est également absente de l'ouest du Mexique, mais est présente dans le Yucatan. Il existe une documentation d'une seule observation de chauve-souris vampire à pattes velues dans le sud du Texas en 1967.
Les chauves-souris vampires occupent à la fois des habitats humides et arides, mais les climats chauds et humides sont préférés.
Ces chauves-souris sont des animaux extrêmement sociaux, formant parfois des colonies de plus de 100 animaux. Malgré une mauvaise réputation, les chauves-souris vampires forment des liens sociaux forts avec les autres membres de la colonie. Ils sont réciproquement altruistes, régurgitant de la nourriture pour les individus affamés et les femelles allaitantes, et adoptant même des chiots orphelins. Les chauves-souris vampires communes deviennent parfois une nuisance en se nourrissant de bétail, mais les vampires à ailes blanches et à pattes velues sont des spécialistes aviaires qui ne s'attaquent qu'aux oiseaux.