翼手目は南極大陸以外の全大陸に分布し、さらに海洋島にも広く分布する。このような例は人為分布を除いては哺乳類の中では他にない。これは、哺乳類が（クジラ類などの例外を除けば）陸上動物であり、しかも大きく進化したのが大陸移動による各大陸の分裂後であったため、陸橋等の存在如何でその分布が大きく制限されているのに対し、翼手目は鳥類同様に翼による飛翔能力を持ち、海などによって遮られた場所でも自由に移動できたためであると考えられている。
分類.
位置づけ.
古代ローマの博物学者であるプリニウスは、コウモリのことを「翼持つネズミ」と呼び、鳥類に分類していた。江戸時代、小野蘭山の『本草綱目啓蒙』でも、「かはほり」（コウモリ）はムササビと共に鳥類に分類されている。
近代分類学では哺乳類に分類されたが、その始祖と言うべきカール・フォン・リンネは、主にオオコウモリの形態からコウモリを霊長類に分類した。その見解が否定されて後も、霊長目（サル目）などと共に主獣類として分類されていた。
しかしその後の複数の分子系統解析から、翼手目は真無盲腸目の姉妹群である類の中の最初の分岐群であることがわかっており、（有蹄類（鯨偶蹄目+奇蹄目）+広獣類（食肉目+鱗甲目））と姉妹群である。
オオコウモリとココウモリ.
オオコウモリとココウモリには翼を持つという共通点があるが、それを除けばあまりにも多くの違いがあるため、上記の通り「別々の祖先から進化し、独立に飛行能力を獲得したのではないか」という説もあった。しかし、最近のミトコンドリアDNA配列の解析により、オオコウモリとココウモリは系統的にも近縁であることが明らかになっており、どちらも飛行能力を初めて獲得した共通の祖先から進化したものと考えられている。
科と主な種.
以下は上述の新しい分類に基づくものである。
日本のコウモリ.
このうち、オオコウモリ類は熱帯性で、日本では小笠原諸島と南西諸島にのみ分布する。