De meervleermuis lijkt op de watervleermuis, maar is duidelijk groter, heeft bredere schouders en langere oren. De rugvacht is licht- tot donkerbruin met zijdeachtige glans, de buik is witgrijs. De knobbels op de donkerbruine neus zijn relatief groot, de huid rond de ogen is donker. De voeten zijn opvallend groot en hebben lange tastharen. De meervleermuis behoort met een gewicht van maximaal 26 g (A.-J. Haarsma eigen gegevens) tot een van de grotere vleermuizen van Nederland. Mannetjes hebben een gemiddelde onderarmlengte van 46,3 mm en wegen ongeveer 16 g; bij vrouwtjes is dit respectievelijk 47,2 mm en 19 g. De kop-romplengte bedraagt tot 67 mm, de spanwijdte tot 35 cm. De echolocatiegeluiden in een beschutte omgeving lijken op die van andere soorten van het geslacht Myotis, maar boven open water maakt de meervleermuis lange, karakteristieke echolocatiepulsen in een langzaam ritme, waarmee hij als het ware ver ‘vooruitkijkt’ (Britton et al. 1997, van de Sijpe & Holsbeek 2007).