Los murciélagos han jugado un papel muy importante en la historia de la Cueva de la Pileta, pues se descubrió gracias a ellos o más precisamente a sus excrementos, un guano muy apreciado como abono. En la actualidad la Cueva continúa siendo refugio de una importante colonia de murciélagos , señal inequívoca de que el microclima se mantiene estable y de un impacto antrópico respetuoso.

Los estudios realizados por el biólogo Pedro Romero Zarco y  por Manuel Moreno Walace, espeleólogo, han documentado cuatro especies de quirópteros en La Pileta:

Familia Vespertiliónidos
Género Miniópterus
Nombre común: Murciélago de cueva
- Tamaño: cabeza-tronco 50-62mm + cola 56-64mm; envergadu ra 305-342mm. 
- Orejas muy cortas y separadas. No sobrepasan la coronilla y tienen 4-5 pliegues transversales. 
- Trago muy corto, curvado hacia dentro y muy redondeado. De color claro. 
- Troglófilo, vive en cuevas. 
- Hiberna en cuevas.
- Categoría de amenaza: vulnerable.
- Curiosidad: La colonia más grande de la Península está en la cueva del Gato (Benaoján, Málaga).

Familia Rinolófidos
Género Rhinolophus
Nombre común: Murciélago mediterráneo de herradura
- Tamaño medio: cabeza-tronco 5,8cm + cola 3cm; envergadura 32cm. 
-Hábitat: Vive en regiones cálidas y boscosas, preferentemente zonas calizas con abundancia de agua en las cercanías. Sus refugios estivales son cuevas, y los hibernales en cuevas y galerías con ambiente más fresco (± 10 grados). Cuelga libremente del techo. Está en contacto con otros animales de la misma o distinta especie. Caza de noche, en pendientes cálidas a poca altura, en bosques o matorrales relativamente tupidos, mariposas nocturnas y otros insectos , devorando, en algunos casos, a sus presas en comederos.
- Distribución: Balcanes y regiones del Mediterráneo europeo. En la Península Ibérica suele ser menos frecuente en las cordilleras montañosas de clima riguroso, siendo más frecuente en las regiones de mayor influencia mediterránea.
- Categoría de amenaza: España: vulnerable; C.E.: en peligro.

Familia: Rhinolophidae
Género Rhinolophus
Nombre común: Murciélago mediano de herradura
- Tamaño medio: cabeza-tronco 6,4cm + cola 2,9cm; envergadu ra 34cm.
- Hábitat: Sus refugios estivales e hibernales se encuentran en cuevas y minas, en regiones calizas con agua en las cercanías, junto con murciélagos ratoneros pequeños y murciélagos de cueva. Viven colgados del techo. Sus movimientos estacionales son desconocidos, aunque probablemente se trate de una especie sedentaria. Caza cerca del suelo en las laderas cálidas de las montañas mariposas nocturnas y otros insectos.
- Distribución: Se encuentra en los países mediterráneos europeos, Bulgaria, Rumanía y el Cáucaso. En España es relativamente frecuente en Levante, Centro peninsular y Ceuta.
- Hiberna colgado, separado o junto a sus congéneres.
- Categoría de amenaza: vulnerable.

Familia: Rhinolophidae
Género Rhinolophus
Nombre común: Murciélago grande de herradura
- Es el rinolófido más grande de Europa: cabeza-tronco 7cm + cola 4cm; envergadura 38cm.
- Hábitat: Vive en regiones cálidas, calizas, con árboles no muy espesos y con abundancia de agua. En el norte suele vivir en casas y en el sur en cuevas. En España también se refugia en construcciones humanas, pudiendo formar parideras. Los refugios de verano suelen ser cuevas y galerías de minas abandonadas. Durante la hibernación se refugia en cuevas y galerías subterráneas con ambiente fresco (temperatura entre 7 y 10 grados  centígrados). Cuelga libremente del techo y muy pocas veces forma grupos. Caza de noche, en zonas despejadas de árboles, en las pendientes, las paredes rocosas y en los jardines. Come grandes insectos.
- Distribución: Centro y sur de Europa. En España es una especie frecuente en casi todo el territorio.
- En estado de reposo se envuelve completamente con la membrana alar.
- Categoría de amenaza: España: vulnerable; C.E.: en peligro.

• Quirópteros en el Catálogo Nacional de Especies Amenazadas (BOE 16 agosto 2004) y Anexo II de la Directiva de Hábitats de la Unión Europea.

• A finales del siglo XIX la explotación de la murcielaguina era intensa en cuevas cercanas a La Pileta. La cueva de la Motilla, en el vecino municipio de Cortes de la Frontera, llegó a ser causa de un pleito entre las personas que vivían de este recurso (Puig y Larraz, 1.896).

• El murciélago de cueva (M. schreibersii) y el murciélago mediterráneo de herradura (R. euryale) son los especies más numerosas en la cueva de la Pileta. El primero hiberna y pare en la Cueva, el segundo sólo usa la Cueva para hibernar.

• En otoño los murciélagos se aparean. Sin embargo, este proceso se interrumpe tras los primeros encuentros. Las hembras son capaces de mantener con vida los espermatozoides dentro de su cuerpo durante todo el invierno para, una vez finalizada la hibernación, iniciar la ovulación, fecundación y gestación. Esto se produce porque es en otoño cuando los machos se encuentran en mejores condiciones físicas.

• Voces de murciélagos