最小的红隐蜂鸟（Phaethornis ruber）和吸蜜蜂鸟（Mellisuga helenae）体重不足2克，最大的巨蜂鸟（Patagona gigas）重19-21克；其余蜂鸟大多重量在2.5-6.5克，体长在6-12厘米之间。
蜂鸟科共有1科2亚科104属355种。因飞行时两翅振动发出嗡嗡声酷似蜜蜂而得名。体型小，体被鳞状羽，色彩鲜艳，并闪耀彩虹色或金属光泽，雄鸟更为鲜艳；嘴细长而直，有的下曲，个别种类向上弯曲；舌伸缩自如；翅形狭长；尾尖，叉形或球拍形；脚短，趾细小而弱。
蜂鸟的体型太小，骨架不易保存成为化石，它的演化史至今仍是个谜。蜂鸟大多生活在中南美洲，在南美洲曾发现100万年前的蜂鸟的化石，因此科学家认为蜂鸟是源自更新世。然而在德国南部科学家却发现了目前世界上最古老的蜂鸟化石，距今已有3000多万年的历史，由此可知，蜂鸟的祖先远在渐新世的时候就已经出现。
蜂鸟有各式各样的喙部形态，不同长度和形状的鸟喙通常是识别其食用不同花卉的良好指标。蜂鸟有可伸展的分叉舌头，便于吸食花蜜。蜂鸟是典型的小脚鸟类，它们不能在地面行走，在栖木上变换位置也是通过飞行而不是行走。