De fleste nattdyr har sanser som er tilpasset et liv i mørket. Luktesans og hørsel er som oftest svært vel utviklet. Synet kan enten være sterkt spesialisert for å kunne fungere i mørke, slik som hos ugler, eller lite utviklet der andre sanser har tatt over fuksjonen, slik som hos spissmus og flaggermus. Noen har utviklet spesielle sanseorganer, som ekkolokalisering hos flaggermus eller værhår som man finner hos nesten alle pattedyr. De aller fleste nattaktive dyr har også en høyt utviklet luktesans.