Det finns en mängd olika typer av flygrörelser i djurriket, inklusive fallskärmshoppning, glidning, flygning och svävning, som alla kräver distinkta anpassningar. Många mikroorganismer kan ”flyga” eftersom fysiken i jordens atmosfär gör att vissa små partiklar kan stanna uppe utan att lyftas.
Sanna flygande djur har utvecklats oberoende fyra gånger i livets historia på jorden: i insekter (tidigt karbon, 350 miljoner år sedan, Order Protodonata), pterosaurier (sen trias, 228 miljoner år sedan), fåglar (sen jura, 155 miljoner år) sedan, Archaeopteryx), och fladdermöss (tidig paleocen, 55 miljoner år sedan, Onychonycteris). Så klyftan mellan evolutionen av flygande djur var 122 miljoner, 73 miljoner respektive 100 miljoner år, i genomsnitt ungefär en gång var 100:e miljon år.
Insektsflykt kan faktiskt ha utvecklats mycket längre sedan, under devonperioden. Den tidigaste insektsfossilen, Rhyniognatha hirsti, uppskattad till 396-407 miljoner år gammal, hade dikondyliska underkäkar, en egenskap som är förknippad med flygande insekter. Således kan denna insekt ha haft vingar, eller utvecklats från de som hade. På den tiden var insekter de enda icke-mikroskopiska landlevande djuren och hade ett helt ekosystem att diversifiera sig till.
Flygande djur utvecklas stegvis från glidande djur. Segelflygning har självständigt många fler gånger än flyg, och inkluderar djur så olika som flygekorrar, flygande grodor, Draco-ödlor och olika små däggdjur. För att ett flygande djur ska kunna utvecklas framgångsrikt måste det minimera sin vikt, utveckla vingar och musklerna för att använda dem. Att flyga kan vara en ganska fördelaktig anpassning, eftersom det tillåter djur att täcka mycket mer mark och lätt undvika icke-flygande rovdjur. Flygande djur efter insekter utvecklades främst för att utnyttja det enorma antalet flygande insekter som en till stor del outnyttjad födokälla.
Flygande djur varierar mycket i storlek, från den lilla 0.139 mm fairyfly, en geting, till den massiva utdöda pterosaurien, Quetzalcoatlus, med ett vingspann på 10-11 meter (33-36 fot), ungefär tre gånger längre än en vanlig bil. Tills nyligen var det största kända flygande djuret Pteranodon, en pterosaurie med ett vingspann på upp till 7.5 m (24.6 fot). Pteranodon ansågs vara ungefär så stor som flygets biomekanik skulle tillåta, men denna barriär krossades av Quetzalcoatlus. Det kan finnas ännu större flygande djur i fossila skikt, även om det visserligen är svårt att föreställa sig.