蜂鸟可在各种陆生生境中觅食和筑巢。主要的栖地选择是有量产花蜜的花卉，满足这一条件的栖地包括干旱的灌木丛林、沙漠绿洲、沿海低地、热带雨林、新北界松林和高山苔原。蜂鸟的居地海拔差异巨大，从高达4876米的安第斯山脉一直到低于海平面的内陆沙漠。由于鸟类饲养和种植园的兴起，蜂鸟有时也出现在城市和有天然食物来源的郊区。
蜂鸟只在新北界和新热带界的美洲有发现，大多数生活在北纬10°——南纬25°的热带和亚热带区域。约有一多半栖居于巴西和厄瓜多尔的热带雨林中。其分布范围北起阿拉斯加、拉布拉多，南至火地岛，包括巴巴多斯和胡安·费尔南德斯群岛。
蜂鸟的羽毛一般为蓝色或绿色，下体较淡，有的雄鸟具有羽冠或修长的尾羽。雄鸟中，绝大多数为蓝绿色，也有的为紫色、红色或黄色。雌鸟体羽较为暗淡。蜂鸟科有两个亚科，隐蜂鸟亚科和蜂鸟亚科。隐蜂鸟一般呈褐色、灰色和红色，无虹彩色泽。蜂鸟亚科有呈红、橙、蓝、绿金属光泽的虹彩羽毛。虹彩主要集中于雄鸟的头部、上体和下体。一些雄鸟还有如鲜明喉斑、羽冠、细长尾羽等靓丽羽饰。
最小的红隐蜂鸟（Phaethornisruber）和吸蜜蜂鸟（Mellisugahelenae）体重不足2克，最大的巨蜂鸟（Patagonagigas）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。
蜂鸟的许多骨骼和飞行肌都已适应空中悬停和高速机动的飞行。它们是唯一一种能真正悬停和前后飞行的鸟类。蜂鸟飞行中发出的“嗡嗡”声，是由改良的外侧初级飞羽产生的，而蜂鸟的英文名称“Hummingbird”也源自它们“嗡嗡嗡”的声音。
蜂鸟具有性二型的特点，雌鸟一般比雄鸟大，雄鸟通常有更多的羽色和羽饰；雌鸟的隐蔽色很可能比雄鸟多，所以雌鸟不易在孵卵和育雏期将天敌引至鸟巢。亚成鸟的羽毛类似雌鸟。
蜂鸟和其他鸟类一样，没有发达的嗅觉系统，而主要依赖视觉，也不同于大多数脊椎动物，蜂鸟对325-360纳米的紫外光敏感，方便它们寻找一些有紫外色谱的花朵。雄鸟的羽毛色彩可被雌鸟和同种竞争者用来评估其领导力、地位以及辨别种类。
蜂鸟为独栖性动物，仅在繁殖季结对。许多种类的雄性蜂鸟具有领域性，该领域以食源地为中心，由雄鸟竭力守护。雄鸟通常栖息于醒目位置四处观察，如果有入侵者进犯领地，雄鸟会发出警告，并悬停半空闪动虹彩羽毛，必要时驱赶入侵者，冲突偶尔会逐步升级，演变为以嘴作武器的互斗。当食物稀缺时，领主会减少费力驱赶入侵者的行为。雌鸟也会环绕鸟巢建立领域。没有领域性的蜂鸟主要是放夹路线觅食者，它们穿行一地吸食大片花卉。
雄鸟通常聚集在老旧求偶地炫耀求偶，雌鸟也来此地选择配偶。求爱时，雄鸟会在雌鸟面前表演精彩的飞行技能，飞行高度可升至30多米，然后向雌鸟俯冲，俯冲到底后再次升起。
由于较高的新陈代谢率和主动飞行的消耗，蜂鸟要用70%的时间栖居休息。强烈的好奇心会驱使它们把色彩鲜亮的物体当作食物一探究竟。蜂鸟为昼行性鸟类，白天寻觅食物，觅食高峰在黎明和黄昏。
为在寒夜节省能量，蜂鸟会进入蛰伏状态，它们的体温在蛰伏期下降20-30℃，心跳降低至每分钟50次，呼吸也变得不规则起来。大多数鸟类的体型过大，不能利用蛰伏节能，因为蛰伏结束，重新温暖庞大躯体过于费时耗能。蜂鸟结束蛰伏状态仅需1小时，期间如果被干扰，它们不会立刻恢复至正常状态。
热带地区的蜂鸟通常不迁徙，但有些会改变海拔高度来应对温度和季节的变化。北美地区的蜂鸟在迁徙时往返旅程可达5,000多公里。雄性蜂鸟率先飞抵繁殖地和越冬地，雌鸟和幼鸟接踵而至。一些蜂鸟在迁徙前必须增重50%，以弥补飞行中的能量消耗。
据悉，一种来自加拿大的蜂鸟，每年冬天都要从寒冷的落基山脉飞行数千公里抵达温暖的墨西哥地区越冬，等到了来年春天，它们还要再次千里迢迢地返回落基山繁育后代。科学家因此推测，蜂鸟拥有惊人记忆力的原因是，由于自身个体太小，年复一年的长途跋涉又需要很长时间，它们不能将宝贵的时间花费在寻找食物的工作上。研究人员宣称，小小的蜂鸟最多能分清楚八种不同类别鲜花的花蜜分泌规律。上述成果发表在一本名为“CurrentBiology”的生物学期刊上蜂鸟前进时速可达45公里，振翅频率由小型蜂鸟的每秒70-80次到大号蜂鸟的每秒10-15次。心跳同样快速，由休息时的每分钟500-600次到活动时的每分钟1000多次。
无论雌性还是雄性蜂鸟都能发出一种特异的鸣叫，鸣叫声通常短而尖锐，但有些蜂鸟的鸣音冗长，如同歌唱。此类鸣音被用来吸引配偶或阻止入侵者。飞行中用翅膀制造噪音也算一种交流方式，尤其在俯冲表演时。生活在球形或半球形巢穴中的雏鸟会发出乞食音，但那些生长在开口杯状巢的雏鸟则无此类行为。羽毛刚丰满的幼鸟在飞离母亲视野时会发出联络音，回到母亲近旁则改变为乞食音。附近如有捕食者也可以发出警报音。
蜂鸟约90%的食物来自花蜜，其余为节肢动物，包括苍蝇、黄蜂、蜘蛛、甲虫和蚂蚁。它们薄而长的鸟喙很适合汲取花蜜。蜂鸟通常对色彩明亮、无气味、有长管状花冠的花朵进行授粉。蜂鸟的喙部形状决定了它们可采食的花卉品种。实际上，人们对花与喙部形态的共同演化现象已有充分的研究。蜂鸟也演化出了一套特殊的飞行结构，可在觅食时悬停于花前，若无此类悬停能力则无法从花中采蜜。另外，蜂鸟有特殊的分叉长舌可伸入花中，然后利用毛细作用将花蜜沿舌头吸出来。但不同意见认为，蜂鸟几乎从不利用毛细现象被动吸食花蜜，相反它们的舌头像一个小泵，通过一系列动作的快速重复，高效地把花蜜转移至口中。
由于较高的基础代谢率，蜂鸟一天之内可吸食相当于身体质量的花蜜，它们从花粉和昆虫蛋白质里获取氨基酸，当花蜜资源稀缺时，也汲取由吸汁啄木鸟凿洞所残留的树液。蜂鸟共存的物种通常专注于某些花卉并分享栖息地，有些蜂鸟固守领地内的花蜜，还有一些则穿梭繁茂的花海进行有序觅食。
成年蜂鸟少有天敌。已知的天敌包括：蛇、林隼以及鸺鹠。巢捕食者如蓝鸦、鵎鵼和某些蝙蝠是蜂鸟生存的最大威胁。雌鸟比雄鸟有更多隐蔽色，这可能有助于伪装，防止在潜伏时吸引捕食者，雌鸟以“之”字形或半圆形飞抵巢穴，避免直接引入捕食者，若有天敌来犯，蜂鸟也会群起而围攻之。
蜂鸟婚配为一夫多妻制。雄鸟仅在繁殖期与雌鸟互动。雄鸟不提供亲代抚育。一般由雌鸟单独构巢、孵卵和抚育后代。雄鸟用鸣唱、虹彩羽毛以及炫耀飞行等方式吸引雌鸟。
大多数蜂鸟的巢穴呈杯状，少数构建半球形巢（半球巢比杯状巢保护性更好）。鸟巢由地衣、苔藓、枯叶、树皮和蜘蛛网等构成，内垫以羽毛、毛发和植物纤维。巢被置于距地面几厘米到10-30米不等的高度。蜂鸟筑巢期5-10天，鸟巢可常年重复使用。
蜂鸟在花蜜盛产期繁殖。每窝产卵2枚，卵为白色椭圆形，表面无光泽。由于一些蜂鸟会将卵产在其它蜂鸟巢中，所以有每窝多于2枚的情况。两次产卵间隔48小时。卵大小由吸蜜蜂鸟的8×11毫米到巨蜂鸟的12×20毫米不等，平均重量0.4-1.4克。孵卵期通常为16-19天。育雏期23-26天。初生幼鸟晚熟性，全身无毛，眼不能睁，也无法调节体温，由雌鸟约每小时两次喂食花蜜和节肢动物，雏鸟被哺育7-12天左右能控制身体温度；雏鸟羽毛丰满可离巢活动时，仍由雌鸟喂食18-25天。
条件允许，每年可繁殖两次，如果胎仔丧失，蜂鸟会重新筑巢。蜂鸟的平均寿命为6-12年。在人工饲养下，蜂鸟寿命可达17年；野外记录的蓝胸蜂鸟的寿命仅有7-8年。年存活率难以估计，猜想北美地区蜂鸟的年存活率为30-45%。
