Forme et structure des antennes
La différence la plus évidente se situe au niveau des tâteurs, ou antennes. La plupart des papillons ont des antennes filamenteuses fines et minces qui ont la forme d'un club à leur extrémité. Les papillons de nuit, en revanche, ont souvent des antennes en forme de peigne ou de plumes, ou filamenteuses et non rubanées. Cette distinction est à la base des premières divisions taxonomiques des lépidoptères - les Rhopalocères ("corne en forme de massue", les papillons) et les Hétérocères ("corne variée", les papillons).
Il existe cependant des exceptions à cette règle et quelques papillons de nuit (de la famille des Castniidae) ont des antennes en forme de bâton. Certains papillons, comme le Pseudopontia paradoxa des forêts d'Afrique centrale, n'ont pas d'antennes martelées. Les Hespérides ont souvent un angle par rapport à l'extrémité de l'antenne.
Mécanismes de couplage des ailes
De nombreux papillons de nuit ont un frenulum ou un accouplement d'ailes. Le frenulum ne peut être vu que lorsqu'un spécimen est en main. Il en existe plusieurs types. Il peut s'agir d'un filament de l'accouplement de l'aile postérieure avec des barbes sur l'aile antérieure. Les papillons n'ont généralement pas ces structures. Leur accouplement alaire se fait généralement par simple chevauchement des bords des ailes.
Pupae
La plupart des chenilles de papillons de nuit tissent un cocon fait de soie lorsqu'elles entrent au stade de nymphe. Par contre, la plupart des papillons forment une chrysalide exposée appelée chrysalide.
Il existe de nombreuses exceptions à cette règle. Les papillons de nuit forment une chrysalide exposée qui se trouve sous terre. Les spongieuses forment parfois des nymphes de type papillon, accrochées à des brindilles ou à l'écorce des arbres, bien qu'elles créent généralement des cocons fragiles à partir de brins de soie et de quelques feuilles, exposant partiellement la chrysalide. Quelques larves de papillons Skipper forment également des cocons rudimentaires dans lesquels elles se métamorphosent, exposant un peu la chrysalide. Les larves du papillon Parnassius fabriquent un cocon fragile pour la nymphose et elles se nymphosent près de la surface du sol entre les débris.
La couleur des ailes
La plupart des papillons ont des couleurs vives sur leurs ailes. Les papillons nocturnes, en revanche, sont généralement de couleur marron, gris, blanc ou noir et présentent souvent des motifs obscurs de zigzags ou de tourbillons qui les aident à se camoufler lorsqu'ils se reposent pendant la journée. Cependant, de nombreux papillons diurnes ont des couleurs vives, surtout s'ils sont toxiques. Quelques papillons sont tout à fait ordinaires, comme le papillon blanc du chou.
Structure de l'organisme
Les papillons de nuit ont tendance à avoir un corps robuste et poilu ou à poils. Les papillons, en revanche, ont un abdomen plus fin et plus lisse. Les papillons de nuit ont de plus grandes écailles sur leurs ailes. Celles-ci leur donnent un aspect plus dense et plus pelucheux. Les papillons, quant à eux, ont des écailles fines. Cette différence est peut-être due au fait que les papillons de nuit doivent conserver la chaleur pendant les nuits plus fraîches, alors que les papillons sont capables d'absorber le rayonnement solaire.
