Ils sont considérés comme les plus petits oiseaux du monde: la plupart des espèces a un poids de 2,5 à 6,5 g et une longueur comprise entre 6 et 12 cm. Ils ont la capacité d'être en mesure de rester presque immobile en plein vol, capacité garantie par le battement d'aile rapide (de 12 à 80 battements par seconde, selon l'espèce), et qui leur permet d'être en mesure de nourrir le nectar des fleurs.
La mobilité extraordinaire des membres supérieurs leur permet aussi des prouesses inimaginables de vol pour les autres oiseaux, comme voler en arrière. Par ailleurs, en cas de pénurie alimentaire ou pendant le sommeil, ils sont capables de tomber dans un état de stupeur qui leur permet d'économiser de l'énergie, ce qui ralentit considérablement leur métabolisme rapide.