蝴蝶的形态特征高度适应其生存策略。其翅膜薄而坚韧，表面布满鳞片，鳞片由几丁质构成，内含色素或具有微观结构，通过光的干涉产生虹彩效应。翅膀基部与胸节相连，由肌肉驱动扇动，部分种类（如燕尾蝶）后翅基部有发达的“翅缰”，可在飞行时与前翅耦合，提升机动性。触角为典型的锤角亚目特征，基部细长，端部膨大如球，内含嗅觉受体，对植物挥发物高度敏感，帮助定位花蜜或寄主植物。

胸部分节明显，附着三对足和两对翅，前胸退化，中胸和后胸高度发达，肌肉群驱动飞行。腹部细长，由10个体节组成，雄蝶腹部末端具交配器，雌蝶则有发达的产卵管。幼虫期形态差异显著，头部坚硬，具咀嚼式口器，身体分为13个体节，胸足3对，腹足和臀足若干对，体表覆盖刚毛或疣突，部分种类（如尺蠖）能模拟枝条形态以躲避天敌。