Burung hantu memiliki mata besar menghala kehadapan dan liang telinga; paruhnya yang menyerupai burung helang; muka yang leper; dan biasanya pelepah membentuk bulatan yang jelas, cakera muka, sekeliling setiap sebelah mata. Pelepah yang membentuk cakera ini boleh ditala agar dapat menumpukan dengan jelas bunyi yang datang dari jarak berlainan pada liang telinga burung hantu dan terletak pada kedudukan tidak sekata. Kebanyakan burung pemangsa memiliki mata pada sisi kepala mereka, tetapi sifat semulajadi pandangan mata stereoskopik menghadap kehadapan burung hantu membenarkan deria kedalaman yang lebih mendalam yang diperlukan ketika memburu pada cahaya malap. Sungguhpun burung hantu memiliki penglihatan binokular, mata besar mereka kekal dalam soket - sebagaimana mata burung yang lain —oleh itu mereka perlu memalingkan keseluruhan kepala mereka untuk mengalihkan penglihatan. Oleh kerana burung hantu melihat pada pandangan jauh, mereka tidak dapat melihat apa-apa pada jarak beberapa sentimeter dari mata mereka. Mangsa yang ditangkap dapat dirasa oleh burung hantu dengan penggunaan filoplume—seperti pelepah pada paruh dan kaki yang bertindak sebagai "deria rasa". Penglihatan jauh mereka, terutama pada cahaya malap, amat baik.

Burung hantu mampu memutarkan kepala dan leher mereka sehingga 270 darjah. Burung hantu memiliki empatbelas vertebra leher berbanding 7 pada manusia yang menjadikan leher mereka lebih lentur. Mereka juga memiliki adaptasi pada sistem kitaran darah mereka, membenarkan kepala mereka berputar tanpa menyekat aliran darah pada otak infarksi serebrum: foramina pada vertebrae mereka yang dilalui oleh arteries vertebral adalah 10 ganda ukur lilit arteri, berbanding saiz yang sama pada arteri manusia; arteries vertebral memasuki vertebra servikal lebih tinggi berbanding burung yang lain, memberikan kekenduran saluran; dan carotid arteries bergabung pada simpang atau anastomosis yang besar, terbesar bagi sebarang burung, menghalang saluran darah dari tersekat apabila kepala berputar. Anastomoses lain antara arteri karotid dan vertebral menyokong kesan ini.[1][2]

Burung hantu paling kecil—seberat serendah 31 gram (1 oz) dan berukuran sekitar 13.5 sentimeter (5 in)—adalah burung hantu elf (Micrathene whitneyi).[3] Sekitar panjang yang sama, tetapi lebih berat sedikit, adalah long-whiskered owlet (Xenoglaux loweryi) dan Tamaulipas pygmy owl (Glaucidium sanchezi).[3] Burung hantu terpanjang adalah great grey owl (Strix nebulosa), yang berukuran sekitar 70 cm (28 in) pada purata dan mampu mencapai sepanjang 84 cm (33 in).[3] Bagaimanapun, burung hantu yang paling berat (dan sayap terbesar) adalah burung hantu bertanduk yang saiz hampir sama; Eurasian eagle-owl (Bubo bubo) dan Blakiston's fish owl (B. blakistoni). Kedua spesies ini, yang secara purata sekitar 2.53 cm (1.00 in) lebih pendek berbanding great grey, keduanya mampu mencapai lebar sayap sehingga 2 m (6.6 ft) dan berat sekitar 4.5 kg (10 lb) bagi burung betina terbesar.[3][4][5][6][7]

Spesies burung hantu berlainan menghasilkan bunyi yang berlainan; dan julat bunyi yang luas ini membantu burung hantu bagi mencari pasangan atau mengistiharkan kehadiran mereka pada saingan yang mungkin, dan turut membantu ornithologist dan peminat burung bagi menjejak burung ini dan mengenal pasti spesies. Sebagaimana diperkatakan di atas, cakera pada muka membantu burung hantu bagi menyalurkan bunyi mangsa mereka pada telinga mereka. Bagi kebanyakan spesies, cakera ini terletak tidak sekata, bagi meningkatkan lagi kemampuan menetapkan arah.[8]Templat:Verify source

Pelepah burung hantu kebiasaannya cryptic, tetapi kebanyakan spesies memiliki tanda muka dan kepala, termasuk topeng muka, "ear tuft" tompok telinga dan iris mata berwarna terang. Penanda ini pada umumnya lebih biasa dikalangan spesies yang mendiami habitat terbuka, dan dipercayai digunakan sebagai isyarat dengan burung hantu lain dalam cahaya samar.[9]