无刺蜂作为资源昆虫，其授粉效率与自身的生物学特性及周围环境密切相关，研究无刺蜂的生物学特性，有利于更好的利用无刺蜂的经济价值，为无刺蜂在各方面的应用提供指导作用。国内外对无刺蜂的生物学特征都进行了较深入的研究如形态特征、生活习性、栖息环境等，也都取得了不错的成果，相对而言国外对无刺蜂生物学特征方面的研究更深入更全面，包括形态、营巢、防御、繁殖等方面。
3.1无刺蜂形态特征
无刺蜂区别于其他蜜蜂科有3个明显特征为翅脉的减少和退化、存在阴茎丝、螫刺退化(wille，1983)。由于无刺蜂体型较小，没有螫针功能，可作为观赏性昆虫。无刺蜂的种类有很多，体色一般为黑色或深褐色，devanesan等(2003)研究了18种无刺蜂的形态特征，工蜂平均体长为4.07mm。以我国常见的黄纹无刺蜂为例，其头三角形，单眼三个位于头顶，排列近似一条直线，翅长大于体长，后足的花粉篮内有灰白色突起，第一跗节呈三角形，上端外缘不具耳状突，可以作为区别其他蜜蜂的特征。
3.2无刺蜂营巢
michener(1961)通过对无刺蜂的筑巢习性观察，发现无刺蜂会选择在洞穴中或在树干中营巢。有一些无刺蜂会筑巢在蚂蚁和白蚁弃用的巢、树根等地方，还有一些会在蚁巢中营巢与白蚁或者蚂蚁共同生活。在建造巢房方面，棕胸无刺蜂与黄纹无刺蜂能造六角形巢房，而虹无刺蜂和黑腿无刺蜂只能造单个圆形的巢房。蜂巢内部分为卵虫繁育区、花粉储藏区、蜂蜜储藏区，喇叭状的蜂巢口主要具有消毒、防雨水、防沙尘及防外敌入侵等作用。而巢洞的尺寸则与蜂群的数量和蜂的大小有关。
3.3无刺蜂防御机制
无刺蜂由于没有螫针功能，不能像其他蜂一样通过螫针来进行防御外敌，但它们也形成了一些独特的防御机制。一些无刺蜂采用具有好斗的防御方式，如叮咬，有些从喙中释放一种具有腐蚀性的液体来进行防御，有些则通过释放不愉快的气味或通过刺激人的眼睛和耳朵进行防御，还有些是利用树脂建蜂巢来阻止捕食者和微生物的为害(以t．melanocephala为例)，但是最常用的防御策略是通过封锁所有不必要的巢口不让入侵者看到。
3.4无刺蜂巢温调节
无刺蜂控制巢温的能力相对蜜蜂而言较弱，尤其当温度低时，大多数无刺蜂没有能力升高温度，如t．carbonaria不具备升高巢温的能力。所以无刺蜂要在温度适宜的地方营巢，这可能也是无刺蜂只能生活在热带和亚热带地区的重要原因。当温度高时，无刺蜂可以跟蜜蜂一样在巢口处通过扇翅来进行降温。
3.5无刺蜂蜂群组成及繁殖
无刺蜂与蜜蜂一样，是社会性昆虫由蜂王、工蜂和雄蜂组成。与蜜蜂一样具有明显的分工特征且与蜜蜂分工基本一样，但无刺蜂中也存在有罕见的多后型群，如m．quadrifasciata。其社会性分工分为生殖系统的分化与生产系统的分化。
无刺蜂的任何受精卵都能够发育成蜂王或工蜂，这主要与发育过程中的食物量的多少有关，当食物量多时受精卵发育成蜂王，食物量少时则发育成工蜂，即无刺蜂的社会等级分工是由食物和遗传因素相互作用来确定的。无刺蜂和蜜蜂一样，通过繁殖新蜂王和工蜂来进行分蜂而产生新蜂群，已有研究称t．julianii和t．varia在年轻的蜂王到来之前，工蜂会去寻找合适的新巢，并在新巢中完成一些早期的建设工作。还有报道称无刺蜂还可以潜入到同种其他蜂群的巢穴中接管蜂群。
无刺蜂在交配时蜂王只与1头雄蜂受精1次，这对于研究无刺蜂的遗传机制提供了便利。蜜蜂中的所有雄蜂是由蜂王繁殖，而大多数无刺蜂的雄蜂是蜂王和工蜂繁殖的，并且产卵工蜂广泛存在于蜂群中，不连续地产雄蜂。无刺蜂的工蜂可以产两种卵，一种是用来繁殖后代的繁殖卵，另外一种是供蜂王食用的营养卵，这两种卵在形态和质量上存在差异。在有蜂王的蜂群中，工蜂会尽可能多地产营养卵而不是繁殖卵。由于无刺蜂蜂王和工蜂都可以产卵，而且有些工蜂会在蜂王产卵之后的同一个巢房内产卵，所以会出现蜂王卵和工蜂卵同时存在的情况，而有些无刺蜂工蜂会阻止蜂王在同一个巢房产卵。无刺蜂所产的营养卵和繁殖卵从形态上可以区别，繁殖卵具有典型图案的绒膜，而营养卵没有;工蜂产完没有图案的营养卵之后，她通常会离开让蜂王取食，如果是繁殖卵，工蜂通常会在产完后立刻封盖。也有一些无刺蜂的工蜂是完全不育的。
3.6无刺蜂飞行能力
无刺蜂的工蜂采蜜时飞行能力与蜂种、蜂的大小、温度、相对湿度等因素有关。蜂越大飞行能力越强，因此无刺蜂的飞行能力比蜜蜂弱，其工蜂最多只能在离蜂巢1km的范围内采蜜，而蜜蜂的采蜜范围可达到2～3km;无刺蜂的飞行能力还与温度呈正相关，与相对湿度呈负相关，能够对于天气条件的变化表现出灵活的反应。以m.asilvai为例，影响其飞行能力的最大因素是温度，只有在21℃和相对湿度84.5%时才能飞行，当在27.4℃和相对湿度60.6%时飞行能力最高。还有研究表明无刺蜂的飞行速度也与食物源有关。
3.7无刺蜂信息交流
无刺蜂是一种社会性昆虫，主要通过利用气味、声音、动作来进行交流。无刺蜂主要是通过下颚、下腹部末端及跗骨的腺体处分泌气味标记食物源，也可以利用花的气味来定位食物源和寻找树脂，这可增加无刺蜂的采蜜效率。众多研究表明用来交流的气味大多数为下颚腺体的分泌物，工蜂在采蜜时利用下颚摩擦释放信息素来进行交流。下颚腺体信息素也可以作为无刺蜂的告警信息素，这些信息素主要成分有2－十一醇、2－烷醇类及2－壬醇等化合物，也有个别种的下颚腺体信息素是由碳氢化合物构成，如m．quadrifasciata。但也有报道称有些无刺蜂用来标记的气味不是信息素，而是“蜂巢气味”。无刺蜂能够利用动作和声音，来表明距离食物源的位置并发出警告。m．quadrifasciata和m．seminigra的工蜂通过在巢内发出声音告知食物源的距离，但hrncir等(2000)没有发现它们发出的声音与食物源距离之间是否存在显著关系。还有一些无刺蜂可以像蜜蜂通过“摇摆舞”来表达食物源的坐标，t．angustula就是通过“z”字形舞蹈交流信息。