การศึกษาอวัยวะสืบพันธุ์ของผีเสื้อมีความสำคัญต่อ อนุกรมวิธาน ของผีเสื้อนอกเหนือจากการพัฒนากายวิภาคศาสตร์และประวัติศาสตร์ธรรมชาติอวัยวะสืบพันธุ์มีความซับซ้อนและเป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกชนิดในวงศ์ส่วนใหญ่ และยังใช้ในการระบุวงศ์อีกด้วย^{[ 1 ]}อวัยวะสืบพันธุ์ติดอยู่กับปล้องที่สิบหรือปล้องที่อยู่ไกลที่สุดของท้อง ผีเสื้อมีโครงสร้างอวัยวะสืบพันธุ์ที่ซับซ้อนที่สุดในกลุ่มแมลง โดยมีหนาม ขน เกล็ด และกระจุกที่หลากหลายในตัวผู้ แคลสเพอร์ที่มีรูปร่างแตกต่างกัน และการดัดแปลงท่อถุงน้ำอสุจิ ที่แตกต่างกัน ในตัวเมีย^{[ 2 ] [ 3 ]}

การจัดเรียงอวัยวะสืบพันธุ์มีความสำคัญในการเกี้ยวพาราสีและการผสมพันธุ์ เนื่องจากช่วยป้องกันการผสมข้ามสายพันธุ์และการผสมข้ามสายพันธุ์ ความเป็นเอกลักษณ์ของอวัยวะสืบพันธุ์ของแต่ละสปีชีส์นำไปสู่การใช้การศึกษาทางสัณฐานวิทยาของอวัยวะสืบพันธุ์เป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญที่สุดในการระบุอนุกรมวิธานของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่ต่ำกว่าระดับวงศ์ ด้วยการมาถึงของการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ การศึกษาอวัยวะสืบพันธุ์จึงกลายเป็นเพียงหนึ่งในเทคนิคที่ใช้ในอนุกรมวิธาน^{[ 4 ]}

ในผีเสื้อส่วนใหญ่มีโครงสร้างอวัยวะสืบพันธุ์พื้นฐาน 3 แบบ โดยพิจารณาจากวิวัฒนาการของการจัดเรียงช่องเปิดสำหรับการผสมพันธุ์การปฏิสนธิ และการวางไข่ในตัวเมีย: ^{[ 1 ]}

• เอ็กโซโพเรียน (Exoporian)  :วงศ์ Hepialidaeและวงศ์ที่เกี่ยวข้องมีร่องภายนอกที่ทำหน้าที่ลำเลียงอสุจิจากช่องสืบพันธุ์ (gonopore) ไปยังช่องเก็บไข่ (ovipore) และถูกเรียกว่า เอ็กโซโพเรียน
• โมโนทรีเซียน  : กลุ่มดั้งเดิมมีช่องเปิดอวัยวะสืบพันธุ์เพียงช่องเดียวอยู่ใกล้ส่วนท้ายของช่องท้อง ซึ่งใช้สำหรับการสืบพันธุ์และการวางไข่ ลักษณะนี้ใช้ในการกำหนดกลุ่มโมโนทรีเซียน
• กลุ่ม ดิทรีเซียน  : กลุ่มที่เหลือมีท่อภายในที่ลำเลียงอสุจิและก่อตัวเป็นดิทรีเซียน โดยมีช่องเปิดสองช่องที่แตกต่างกันสำหรับผสมพันธุ์และวางไข่

อวัยวะสืบพันธุ์ของตัวผู้และตัวเมียในผีเสื้อชนิดใดชนิดหนึ่งนั้นได้รับการปรับให้เข้ากันได้ดีเหมือนแม่กุญแจ (ตัวเมีย) และกุญแจ (ตัวผู้) ^{[ 4 ]}ในตัวผู้ ปล้องท้องที่เก้าจะแบ่งออกเป็น'tegumen' ด้านบน และ 'vinculum' ด้านล่าง^{[ 5 ]}พวกมันก่อตัวเป็นโครงสร้างคล้ายวงแหวนสำหรับยึดอวัยวะสืบพันธุ์และอวัยวะจับยึดด้านข้างคู่หนึ่ง ( claspers , valvae (เอกพจน์ valva) หรือ 'harpes') ตัวผู้มีอวัยวะรูปท่อตรงกลาง (เรียกว่าaedeagusหรือ phallus) ซึ่งยื่นออกมาผ่านปลอกหุ้มที่สามารถพลิกกลับได้ (หรือ 'vesica') เพื่อผสมพันธุ์กับตัวเมีย^{[ 3 ]}ตัวผู้มีท่อส่งอสุจิเป็นคู่ในผีเสื้อทุกชนิด อย่างไรก็ตาม อัณฑะคู่จะแยกกันในกลุ่มอนุกรมวิธานพื้นฐานและรวมกันในรูปแบบที่พัฒนาแล้ว^{[ 3 ]}

ตัวผู้ของหลายสปีชีส์ในสกุลPapilionoideaมีลักษณะทางเพศรอง ได้แก่ อวัยวะสร้างกลิ่น แปรง และตราหรือถุงเกล็ดพิเศษ ซึ่งคาดว่ามีหน้าที่ในการโน้มน้าวให้ตัวเมียเชื่อว่ากำลังผสมพันธุ์กับตัวผู้ในสปีชีส์ที่ถูกต้อง^{[ 6 ]}

แม้ว่าโครงสร้างของท่อสืบพันธุ์ภายในและช่องเปิดของอวัยวะสืบพันธุ์เพศเมียจะขึ้นอยู่กับกลุ่มอนุกรมวิธานที่แมลงนั้นสังกัดอยู่ แต่ระบบสืบพันธุ์ภายในของเพศเมียในผีเสื้อทุกชนิดประกอบด้วยรังไข่คู่และต่อมเสริมที่สร้างไข่แดงและเปลือกไข่ แมลงเพศเมียมีระบบรับและท่อซึ่งรับ ขนส่ง และเก็บอสุจิ ท่อไข่ของเพศเมียจะรวมกันเป็นท่อร่วม (เรียกว่า 'oviductus communis') ซึ่งนำไปสู่ช่องคลอด^{[ 3 ] [ 5 ]}

เมื่อเกิดการผสมพันธุ์ ผีเสื้อหรือผีเสื้อกลางคืนตัวผู้จะวางแคปซูลบรรจุอสุจิ (เรียกว่า 'spermatophore') ไว้ในช่องรับอสุจิของตัวเมีย (เรียกว่า 'corpus bursae') เมื่ออสุจิถูกปล่อยออกจากแคปซูล มันจะว่ายเข้าไปโดยตรงหรือผ่านท่อเล็กๆ (เรียกว่า 'ductus bursae') เข้าไปในช่องเก็บน้ำอสุจิพิเศษ (เรียกว่า 'spermatheca') ซึ่งเป็นที่เก็บอสุจิไว้จนกว่าจะถูกปล่อยเข้าไปในช่องคลอดเพื่อการปฏิสนธิในระหว่างการวางไข่ ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง หลายวัน หรือหลายเดือนหลังจากการผสมพันธุ์ ไข่จะผ่านช่องเปิดไข่ช่องเปิดไข่อาจอยู่ที่ปลายของ 'ovipositor' ที่ดัดแปลงแล้ว หรือล้อมรอบด้วยปุ่มทวารหนักที่มีขนกว้างคู่หนึ่ง^{[ 3 ] [ 5 ]}

ผีเสื้อในวงศ์Parnassinae (วงศ์Papilionidae ) และผีเสื้อบางชนิด ในวงศ์ Acraeini (วงศ์Nymphalidae ) จะเพิ่มปลั๊กหลังการผสมพันธุ์ที่เรียกว่าsphragisเข้าไปในช่องท้องของตัวเมียหลังจากผสมพันธุ์เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวเมียผสมพันธุ์ได้อีก^{[ 2 ]}ผีเสื้อกลางคืนตัวเมียบางชนิดมีอวัยวะปล่อยกลิ่นอยู่ที่ปลายช่องท้อง^{[ 4 ]}

• 
  ผีเสื้อกลางคืน Citheronia regalis (ผีเสื้อกลางคืนราชินี) ที่มีอวัยวะจับยึดปิดอยู่
• 
  Citheronia regalisที่มีอวัยวะจับยึดเปิดออก
• 
  ผีเสื้อเพศเมียสาย พันธุ์ Parnassius (Apollo) พร้อมแผ่นปิดช่องผสมพันธุ์หรือปลั๊กผสมพันธุ์
• 
  ภาพระยะใกล้ของ กล้ามเนื้อกะบังลม พาร์นาสเซียส ที่แข็งตัวแล้ว ยื่นออกมาด้านหลังช่องท้องประมาณ 2-3 มิลลิเมตร

• ระบบสืบพันธุ์ของแมลง
• ลักษณะภายนอกของผีเสื้อ