ส่วนมากปีกคู่หลังของผีเสื้อจะมีขนาดเล็กกว่าปีกคู่หน้าและเพื่อที่จะให้บินได้ดี จะต้องมีการยืดติดเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันในแต่ละข้าง โดยขอบหน้าของปีกคู่หลังจะยื่นขยายออกมาซ้อนกับปีกคู่หน้า ซึ่งจะอัดติดกันแน่นเวลาบิน ส่วนผีเสื้อกลางคืนจะมีขอเล็กๆ เกี่ยวกันไว้ดังกล่าวข้างต้น ในเรื่องลักษณะแตกต่างกันระหว่างผีเสื้อกลางวันกับผีเสื้อกลางคืน ผีเสื้อที่มีพื้นที่ปีกน้อยเมื่อเทียบกับน้ำหนักตัวจะกระพือปีกเร็วมาก เช่นผีเสื้อบินเร็ว ส่วนพวกที่มีพื้นที่ปีกมากๆ เช่น ผีเสื้อร่อนลม(ldea spp.) กระพือปีกช้ามาก และกางปีกออกร่อนไปตามสายลม อัตราเฉลี่ยของการกระพือปีกของผีเสื้อประมาณ ๘-๑๒ ครั้งต่อวินาที ส่วนความเร็วของการบินนั้น ผีเสื้อหนอนกะหล่ำบินได้เร็ว ๑๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง และอาจบินได้เร็วกว่านี้ถ้าตกใจหรือหนีอันตราย
ผีเสื้อจึงเป็นแมลงที่มีความสามารถในการบินมาก พบว่ามีการบินอพยพเป็นฝูงใหญ่ๆ เนืองๆ ชนิดที่มีชื่อเสียงที่สุดในการบินอพยพ ได้แก่ ผีเสื้อในทวีปอเมริกาเหนือที่มีชื่อว่าDanaus plexippus ผีเสื้อชนิดนี้บินจากตอนเหนือของทวีปอเมริกาเหนือ หนีอากาศหนาวลงไปอยู่บริเวณตอนใต้แถวๆอ่าวเม็กซิโก พอเริ่มฤดูใบไม้ผลิ จะบินย้อนกลับขึ้นไปวางไข่ทางภาคเหนืออีก
ส่วนในประเทศไทย เคยมีผู้สังเกตเห็นการบินอพยพของผีเสื้อหลายชนิด ส่วนมากมักเป็นการบินอพยพย้ายถิ่น หรือบินขึ้นลงภูเขาตามลำน้ำในตอนเช้าและตอนเย็น เพื่อหลบความร้อนของแดดในเวลากลางวัน และการบินอพยพมักไม่เกิดเป็นประจำอย่างเช่นผีเสื้อในประเทศหนาว เนื่องจากอุณหภูมิของอากาศในบ้านเราไม่ค่อยแตกต่างกันมาก
