Les chauves-souris sont à la fois des prédateurs et des proies dans la chaîne alimentaire, car ces mammifères volants mangent de nombreux types d'insectes, mais sont mangés par les faucons, les hiboux, les serpents, les belettes et les ratons laveurs. La chaîne alimentaire générique complète de une chauve-souris de bas en haut est la suivante : plante, insecte, chauve-souris, et un oiseau prédateur, mammifère ou reptile.
Les chauves-souris sont vitales pour la chaîne alimentaire, car ces créatures consomment des milliards d'insectes. On sait que les colonies de chauves-souris mangent des tonnes d'insectes chaque année. Les 30 millions de chauves-souris vivant dans la grotte de Bracken au Texas engloutissent 250 tonnes d'insectes chaque nuit. Une petite colonie de 150 minuscules chauves-souris brunes peut manger jusqu'à 33 millions de chrysomèles en un été, épargnant ainsi aux agriculteurs des dommages potentiels aux cultures. Les chauves-souris mangent toutes sortes d'insectes, des mites aux coléoptères.
Les serpents, les ratons laveurs et les belettes mangent des chauves-souris pendant la journée lorsque les créatures sont encore endormies. Les chauves-souris peuvent également être tuées par des oiseaux qui attaquent les mammifères dans les dortoirs et les picorent à mort avant de les consommer. Les poissons attrapent parfois les mammifères volants lorsqu'ils survolent l'eau à la recherche d'un repas.
En Australie, les rainettes vertes attrapent les chauves-souris dans la gueule lorsqu'elles survolent. En quelques gorgées, les chauves-souris sont dans le gosier de la grenouille. Les grenouilles se sont adaptées pour vivre dans de petites grottes où des milliers de chauves-souris entrent et sortent chaque nuit chaude.
