Er bestaat geen duidelijkheid over hoe vleermuizen zich ontwikkeld hebben of in welk stadium dit heeft plaatsgevonden.

Een fossiele vleermuis van zo'n 60 miljoen jaar oud, die gevonden werd nabij Darmstadt (in Duitsland), is het bewijs dat vleermuizen er toen al hetzelfde uitzagen als nu.
Men heeft de bouw van de binnenkant van het oor en van het strottenhoofd van fossielen onderzocht en is tot de constatatie gekomen dat vleermuizen toen ook al gebruik maakten van een sonar als oriëntatiemiddel.

In de 16e eeuw ging men ervan uit dat de vleermuis het midden hield tussen een vogel en een muis. Vandaar ook de benaming "vliegende muis" (vleermuis). MAAR eigenlijk vormen ze een zelfstandige zoogdierorde met de naam Chiroptera, wat Latijn is voor "handvleugeligen" en dus een veel betere benaming dan "vleermuis". Hun belangrijkste kenmerk is namelijk de aanpassing van de voorpoten tot vleugels.