翼龙为了适应飞行的需要，已经具有内热和体温恒定的生理机制，较高的新陈代谢水平，发达的神经系统以及高效率的循环和呼吸系统，成为一类不像爬行动物的爬行动物。脑子大，明显地可与鸟类相比。该类占优势的感官是视力而不是嗅觉大多数化石见于海相地层，因此很可能通过潜水捕鱼获取食料。但难以理解飞落后如何从地面或水中起飞。 
20世纪初，英国古生物学曾认为，翼龙具备快速运动的能力，像蝙蝠一样，体上有毛，并有鸟类相似的生活习性，因此，翼龙应该是体温恒定的温血动物。1970年，在哈萨克斯坦发现了一件比较完整的带有“毛”的翼龙化石，英国古生物学家通过对这件标本毛状物和翼膜结构的研究，认为它无疑属于温血动物。翼龙身体上的这些“毛”隔热保温，防止体内热量的散失，具有调节体温的作用，能直接证明翼龙是热血的恒温动物。
在内蒙古宁城发现的全身覆盖“毛”的热河翼龙完整骨架，进一步证明了翼龙为温血动物。在巴西掠海翼龙巨大的头部脊状构造上发现具有调节体温的血管的印痕，也是翼龙为温血动物的直接证据。另一个证据来自于翼龙的骨骼像鸟一样有一些具有调节体温的小气囊。翼龙常生活在湖泊、浅海的上空。一些翼龙具有脚蹼，可以从天空中发现飞行的昆虫以及水中游动的鱼、虾等小型水生动物，并且迅速出击，准确地捕食它们。大多数的翼龙都是食肉动物（predators），它们的猎物包括鱼，水生的无脊椎动物（aquatic invertebrates），和其它陆地动物。有些翼龙是腐生动物，有些是食草动物。在陆地上时，翼龙可直立行走。
翼龙具有与鸟类相似的复杂行为，它们以卵生的方式繁殖后代，把卵产在湖泊或者海滩的沙地上，也许还会孵卵，照顾幼仔。翼龙是已知演化为强有力飞行能力的脊椎动物。发现的一成年雌性翼龙与她的蛋保存在一起的化石，提供了翼龙性别的直接证据，并加深了对这些已绝灭的飞行动物生殖生物学的理解。新的发现证实了雄性具有相对小的骨盆和大的头骨脊，而雌性则具有大的骨盆和头骨无脊。