猫头鹰广泛分布于全球各大洲，从寒带到热带均有其踪迹，但其栖息地选择高度依赖环境隐蔽性和食物资源。森林是猫头鹰最常见的栖息地，尤其是茂密的针叶林或混交林，例如北美的角鸮常栖息于松树林中，利用树洞筑巢；而欧洲的仓鸮则偏好开阔的农田与林地交界处，便于夜间捕食啮齿类动物。沙漠地区的猫头鹰，如穴小鸮，会挖掘地下洞穴以躲避高温；热带雨林中的领鸺鹠则擅长在藤蔓密布的树冠层活动。
城市周边也逐渐成为部分猫头鹰的栖息地，例如长耳鸮会在公园或墓地的古树上筑巢。不同种类的猫头鹰对海拔的适应性差异显著，例如雪鸮可在北极圈内海拔较低的苔原带生存，而某些高山鸮类则栖息于海拔3000米以上的山区。这些栖息地选择体现了猫头鹰对环境的强大适应能力。