Dơi vừa là động vật ăn thịt vừa là con mồi trong chuỗi thức ăn vì những loài động vật có vú biết bay này ăn nhiều loại côn trùng nhưng diều hâu, cú, rắn, chồn và gấu trúc ăn thịt. Chuỗi thức ăn chung, hoàn chỉnh của một con dơi từ dưới lên trên như sau: thực vật, côn trùng, dơi, và một loài chim săn mồi, động vật có vú hoặc bò sát.
Dơi rất quan trọng đối với chuỗi thức ăn vì những sinh vật này tiêu thụ hàng tỷ côn trùng. Các đàn dơi đã được biết là ăn hàng tấn bọ mỗi năm. 30 triệu con dơi sống trong hang Bracken ở Texas ăn 250 tấn côn trùng mỗi đêm. Một đàn nhỏ gồm 150 con dơi nâu nhỏ bé có thể ăn tới 33 triệu con sâu rễ trong một mùa hè, do đó cứu nông dân khỏi thiệt hại về cây trồng. Dơi ăn tất cả các loại côn trùng từ bướm đêm đến bọ cánh cứng.
Rắn, gấu trúc và chồn ăn dơi vào ban ngày khi chúng còn đang ngủ. Dơi cũng có thể bị giết bởi những con chim tấn công động vật có vú trong tổ ấm và mổ chúng trước khi ăn thịt. Đôi khi cá chộp lấy các loài động vật có vú đang bay khi lướt trên mặt nước để tìm kiếm bữa ăn.
Ở Úc, ếch cây xanh ngoạm dơi trong miệng khi chúng bay ngang qua. Chỉ trong tích tắc, lũ dơi đã chui vào trong khe của ếch. Những con ếch tự thích nghi để sống trong những hang động nhỏ, nơi hàng nghìn con dơi bay tới bay vào mỗi đêm ấm áp.
