名前の通り前脚が鎌状になっており、それを使い他の昆虫などを捕まえ食べる肉食昆虫。他にも真後ろを見ることもできる大きな複眼と逆三角の頭、細い前胸、長大な腹、ド派手な翅と特徴的な外見をしている。様々なアングルに傾げる首、三白眼な偽瞳孔と腕のような前脚に相まって、昆虫の中でも仕草がかなり表情豊かに見える。

基本的にメスのほうがオスより大きく、腹部は下から見てメスが9節、オスが7節で見分けられる。

誤解されやすいものの、前脚の鎌は獲物を千切る刃物ではなく、内側に棘が生えて、相手をしっかりと確保するような構造である（刃物はどちらというと口元の大顎に当たる）。また、鎌を胸の下に構えて残り4本の脚で立つ姿が印象的であるが、鎌の末端も歩脚の構造が残っており、鎌を伸ばして6本脚で歩くことも多い。

鎌を構えてから振り下ろすまでの速度はわずか0.05秒であり、絶対にありえないが人間大のカマキリが出現すればその腕力は3tにも及ぶとされる。そんな奴が気配を消して襲ってくるのだからたまったものではない。

自分よりも明らかに巨体の人間に襲いかかる事は滅多にないが、ちょっかいをかけ過ぎたり無理に捕まえようとすると、怒って噛みついたり鎌で引っ掻いてくる事もあるので要注意。

不完全変態故に、幼虫と成虫では翅の長さ以外は形があまり変わらないが、色なら大きく異なるものもいる。

擬態を得意とするが、自らの意志でカメレオン式の体色変化をすることはできない。ただし脱皮時に、それまでの環境を考慮した体色に変化させることは結構ある（脱皮時に確定する）。

主な種類

日本産

チョウセンカマキリ（本州、四国、九州、対馬、沖縄本島。一般的なカマキリというと本種になる）
オオカマキリ（日本全国、東・東南アジアに分布）
コカマキリ（本州以南、中国、朝鮮）
ハラビロカマキリ（本州以南、東南アジア）
ウスバカマキリ（本州以南、および世界中に分布。実は世界中で最も知られているカマキリ）
ヒメカマキリ（本州、四国、九州、対馬、屋久島、奄美大島）
サツマヒメカマキリ（本州南西部、四国、九州、南西諸島。幼虫で越冬する）
マエモンカマキリ/オキナワオオカマキリ（奄美群島～八重山諸島）
ムナビロカマキリ（南西諸島）
ヤサガタコカマキリ（八重山諸島）
スジイリコカマキリ（沖縄諸島、八重山諸島）
ナンヨウカマキリ（小笠原諸島）

外国産

ムネアカハラビロカマキリ（中国原産の外来種で、日本国内の九州、四国、関西、関東にて定着）
ハナカマキリ（東南アジア）
カレハカマキリ（東南アジア）
メダマカレハカマキリ（東南アジア）
ケンランカマキリ（東南アジア）
オオカレエダカマキリ（東南アジア）
カレエダカマキリ（東南アジア）
ボクサーカマキリ（東南アジア）
ニセハナマオウカマキリ（アフリカ）
アフリカメダマカマキリ（アフリカ）
キノハダカマキリ（東南アジア、オーストラリア）
マルムネカマキリ（中・南アメリカ）
アリカマキリ（東南アジア）
ヨウカイカマキリ（ヨーロッパ南部、中東、アフリカ）
ボウレイカマキリ（アフリカ、マダガスカル）
バイオリンカマキリ（南アジア～インドシナ）
カゲロウカマキリ（東南アジア）
オオオオカマキリ（西アフリカ）
カマキラズ/トゲカマキリ（南アメリカ）

似ているけど違うもの

カマキリのような「前脚を鎌として獲物を捕らえる」スタイルはよほど効率的な捕食手段らしく、全く違う昆虫（果ては昆虫以外の節足動物）まで収斂進化が多く発生している。

カマキリモドキ：全身までそっくりだが、全く別系統の脈翅目の1群。
トガマムシ：こちらも脈翅目の1群。カマキリモドキの近縁でもある。
カモドキサシガメ・アシナガサシガメ：こちらはカメムシ（サシガメ）の1群。
ミズカマキリ：全身までそっくり。こちらもカメムシだがタイコウチに近縁な水生カメムシの1群。
カマバエ・カマオドリバエ：文字通り腕が鎌になったハエの1群。
カマバチ:寄生蜂の1群。鎌状の前脚の先端にハサミを持つ変わった蜂。
カカトアルキ/マントファスマ：ナナフシとカマキリを足して二で割るような姿だが、系統的にはナナフシの方が近い。肉食だが前脚は鎌状ではない。

昆虫以外ではまずカマキリと似た体型のものはないが、シャコ（甲殻類）やヤイトムシ（鋏角類クモガタ類）のように、カマキリと似た鎌を収斂進化したものもいる。

食性

主にバッタやチョウなど自身より小さな昆虫や他の小動物を捕食する事で有名だが、蟷螂の斧という諺にある通り、自分と同程度または少しばかり大きい動物を捕食する事もある。その例として蛇、スズメバチ、小型鳥類や大型蜘蛛やネズミなど天敵でもある面子が揃っており、海外では、ハチドリを捕食した例も確認されており、日本でも石川県能登沖の舳倉島でキクイタダキを捕食するオオカマキリが撮影された。要は鎌で捉えられる生き物ならほぼなんでも食べるというわけである（さすがに硬い外皮を持つ動物は襲わないだろうが）。

末恐ろしい事にインドでは人工池に飼われていたグッピーを睡蓮の葉にとまって捕食していたという例も確認されており、水面近くでも足場があれば優れたハンターと化す事がわかるだろう。また、このインドのカマキリは同じ場所で狩りを繰り返しており、カマキリに学習能力があるという可能性が示唆されている。

幼虫の際には虚弱で鎌も小さい為、アブラムシ（と天敵ではあるがアブラムシの液目当てで寄って来るアリも）を主食としている。

飼育下ではヨーグルトを食する他、牛乳や蜂蜜を与えれば飲む事もある。牛乳は固形物では無いので容易に栄養補給しやすいというメリットがあるが、夏場は腐りやすいリスキーな餌である。

意外にも昆虫ゼリーを舐めたという記録も確認できる。

天敵

鳥類、蜘蛛、スズメバチ、アリなど。アリやスズメバチを相手にした場合、一対一での対抗ならともかく、仲間を呼ばれた際には勝ち目がなくなる。

成虫相手だと逆に捕食対象になり得るが、幼虫の頃の天敵としては徘徊するタイプの蜘蛛やカエル、トカゲなどが挙げられる。

そしてハリガネムシなどの寄生虫の類には滅法弱い。水中昆虫に寄生する彼らは宿主が捕食されるとカマキリに新たに寄生して新しい水場へ運んでもらうまでの宿主とし、生息範囲を広げる…というわけである。それがカマキリの体内から出てくる姿はなかなかのものである。

ハリガネムシの他にも、シヘンチュウ、カマキリヤドリバエ、カマキリタマゴカツオブシムシ等が寄生する。

夏にはよく日向ぼっこをしたり、ハリガネムシに水場へ誘導されたり、自分より大きな物に対し威嚇の姿勢を取るなどの理由から、雨の日のカエルよろしく、車に轢き潰されたり、通行人に踏まれたりする事が多い。

共食い

カマキリの非常によく知られる事柄は、交尾における共食いである。

なんと、一部のカマキリのメスは交尾中に、オスの頭部を食べてしまう事があるのだ。

そうするとオスの交尾モードは抑制されないまま維持できるといわれる。

そして交尾が済むと、オスはメスにバリバリと食べられてしまうことも多い。

オスは隙があれば概ね逃げられるし、（NHKの教育番組「香川照之の昆虫すごいぜ!」内における実験結果に関しても、交尾中に捕食されてしまったオスは50ペア中僅か1ペアのみであった）不憫のように見えるが、子孫繁栄のためならば同種のオスであっても「産卵のためのエネルギー」になる方が勝者であるとも言われる。

なお、メス同士であっても「共食い」「同士討ち」のケースが存在する。同じカゴで飼ってはダメ、ゼッタイ。

ちなみに、共食いはよくカマキリの特徴として語られてきたが、共食いを行わない種も少なからず存在し、カマキリ全般の習性ではない。