تمتلك بعض الخفافيش أدمغة كبيرة نسبياً قياساً بأجسامها، ولا سيما الأنواع التي تعتمد على التواصل الاجتماعي المعقد أو الذاكرة المكانية أو تحديد الموقع بالصدى. غير أن حجم الدماغ وحده لا يقيس الذكاء، كما تتباين البنية العصبية والقدرات الإدراكية بشدة بين خفافيش الفاكهة والأنواع الحشرية وغيرها.