Iako šišmiši dobro vide, kao prilagodba na noćni način života evolucijski im se razvio vrlo precizan sustav snalaženja u prostoru koji nazivamo eholokacija. Ta sposobnost snalaženja u prostoru koristeći samo zvučne signale, odnosno koristeći odjek zvuka (eho) koji životinja sama proizvede, jedno je od najvažnijih obilježja šišmiša. To je i vrlo rijetka sposobnost u životinjskom carstvu koja se uz šišmiše razvila samo još kod kitova zubana, nekih rovki te kod dvije vrste ptica.
Šišmiši eholociraju koristeći ultrazvučno glasanje (visoke frekvencije) koje uglavnom nije čujno ljudskom uhu – vrste šišmiša koje nalazimo u Hrvatskoj glasaju su u rasponu od 10 kHz do čak 120 kHz, dok ljudsko uho može čuti glasanja do najviše 20 kHz. Šišmiši ispuštaju glas (signal) u određenim intervalima i osluškuju odjek. Vremenska razlika od ispuštanja signala do povratka odjeka daje im vrlo preciznu informaciju o udaljenosti predmeta ispred njih. Vremenska razlika u kojoj odjek čuju u lijevom i u desnom uhu daje im i informaciju o pravcu u kojem se neki predmet nalazi.
Način eholokacije ovisi o vrsti šišmiša, plijenu koji lovi te o načinu lova – na otvorenom ili u skučenim prostorima među granjem i lišćem. Šišmiši koji love na otvorenom ispuštaju zvukove niže frekvencije, ponekad i čujne ljudskom uhu, jer im takve frekvencije omogućuju da „vide“ dalje. Visoke frekvencije pak imaju bolju preciznost i pogodne su za navigaciju među krošnjama, no domet im je znatno kraći.
Šišmiš koji leti tražeći plijen ispuštat će glas određenog trajanja, često sinkroniziran sa zamahom krila i izdisajem. U trenutku kad locira plijen, signali postaju sve kraći i sve učestaliji što se više približava plijenu. Učestalije puštanje glasanja omogućuje da samo ispuštanje glasa ne ometa osluškivanje odjeka. Kraći interval, naravno, ima i kraći domet, ali u ovom slučaju to nije važno jer se šišmiš već aktivno približava plijenu.
Ljudi sve do pojave ultrazvučnih mikrofona sredinom 20. stoljeća nisu znali da šišmiši koriste ultrazvučno glasanje za snalaženje u prostoru iako su raniji eksperimenti (18. stoljeće) već pokazali da im za izbjegavanje prepreka nije potreban vid. Danas istraživači koriste uređaje koji snimaju ultrazvuk, tzv. bat detektore, koji mogu glasanje šišmiša u realnom vremenu pretvoriti u zvuk čujan ljudskom uhu. Takvi uređaju današnjim stručnjacima za šišmiše su najvažniji način istraživanja jer iz glasanja možemo doznati o kojoj se vrsti radi, što jedinka radi u prostoru – hrani li se, prelijeće ili primjerice komunicira s drugim jedinkama iste vrste te na koji način koristi prostor u kojem živi.