Una de las diferencias físicas más notables entre estos dos animales es que las mariposas tienden a ser muy coloridas, en cambio, las polillas tienen colores opacos, como el marrón o el gris. Solo hay una especie de polilla que tiene colores más fuertes, esto es debido a su toxicidad.

Otra gran diferencia es sobre el reloj biológico de los dos. Las mariposas tienen vida diurna, es decir, durante el día van en busca de comida, etc., y de noche duermen, mientras que, la polilla tiene hábitos nocturnos, es decir, duerme todo el día y se queda despierta toda la noche buscando comida, etc.

Cuando las mariposas están muy cansadas de volar y se detienen para descansar, cierran sus alas verticalmente, sin embargo, las polillas, cuando se detienen a descansar, permanecen con sus alas extendidas horizontalmente, extendidas sobre el cuerpo.

Las antenas también pueden ayudar a diferenciarse, ya que las mariposas tienen antenas delgadas al inicio y más gordas en las puntas, en cambio, las antenas de la polilla son filiformes, es decir, son rectas y muy delgadas, como si fueran un hilo. A veces puede suceder que la polilla tenga antenas largas y plumosas.

Cuando una mariposa poliniza una flor, esta generalmente nace con colores vivos como el rojo y el naranja, sin embargo las flores que son polinizadas por las polillas tienden a ser de colores blancos o muy pálidos.