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猫头鹰的视觉敏锐，在漆黑的夜晚，能见度比人高出一百倍以上。同时猫头鹰听觉也十分强大，即便是黑夜中有一些它看不见的生物，它也能通过听来判断对方所在的方向。
猫头鹰的羽毛非常柔软，翅膀羽毛上有天鹅绒般密生的羽绒，因而猫头鹰飞行时产生的声波频率小于1千赫，而一般哺乳动物耳朵是感觉不到那么低的频率的。
猫头鹰有着灵活的颈骨，颈部可旋转270度。另外，它的眼中有3张眼睑，上眼睑会于眨眼时放下，下眼睑会于睡觉时盖上，而中眼睑是一线状组织，会于眼面上下移动清洁眼面。