Самці і самки метеликів мають зовнішні і внутрішні відмінності в будові черевця. Конусоподібної черевце самця тонше, ніж у самки, і іноді сплощений з боків. У самки воно веретеновидное. Черевце складається з 10 сегментів, але у самця повністю розвинені 8, а у самки 7 сегментів: 2 змінених сегмента у самця і 3 у самки утворюють зовнішні складові частини органів розмноження - геніталії.
Так як будова органів спарювання, особливо їх твердих частин, специфічно для кожного виду, вони часто дозволяють достовірно розрізняти схожих метеликів.
Органи розмноження самця і самки одного виду завдяки їх повного взаємної відповідності утворюють єдину систему за принципом «замок і ключ до нього». Це зазвичай перешкоджає парування різних, навіть дуже близьких видів. У метеликів багатьох видів самець відрізняється від самки не тільки будовою органів розмноження, але і розміром, формою і забарвленням крил, а часом вони настільки не схожі один на одного, що важко визнати їх представниками одного виду.
Самка метелики виробляє і виділяє особливі речовини - статеві атрактанти (феромони), які самець уловлює вусиками при фантастично низьких концентраціях в повітрі. Причому самець не тільки «засікає» аттрактант в незначній концентрації, а й визначає напрямок, в якому ця концентрація в повітрі зростає, - так він знаходить самку.
Самцям данаид і перламутровок, щоб продовжити залицяння, необхідно відчути запах, видаваний самкою. Самці багатьох видів і самі виділяють речовини - статеві атрактанти, що вловлюються вусиками потенційної «подружжя» і залучають її. Уже запліднена самка відкине самця, приймаючи характерну позу відмови. Якщо ж самка приймає партнера, він опускається поруч і черевцем знаходить її геніталії. Нарешті вони спаровуються. Сполученими метелики можуть залишатися протягом декількох годин. Потім самка відлітає на пошук кормового рослини, де і відкладає запліднені яйця.
Самці тутового шовкопряда тонко реагують на бомбікол - статевий речовина, яку виділяють самки. Запах бомбікола самці відчувають на дуже великих відстанях. Однією його молекули, що потрапила в нюхові органи самця, буває досить, щоб він відчув самку. Виділення статевого партнера бувають настільки привабливими для «другої половини», що вона із задоволенням поїдає їх, і відносини між самкою і самцем вступають в потрібне русло.