आणविक साक्ष्यों के आधार पर हम जानते हैं कि जीवन का विकास लगभग तीन अरब वर्ष पूर्व एक साझा पूर्वज से हुआ। तब से विकास आरंभ में धीमा रहा; पिछले एक अरब वर्षों में हम पृथ्वी पर जीवन रूपों का अत्यंत तीव्र विविधीकरण देखते हैं, जब अनेक घटक अपने स्थान पर आ गए, जिनमें बहुकोशिकीयता अर्थात अनेक कोशिकाओं का मिलकर एक जीव बनाना इत्यादि सम्मिलित है। इस पृष्ठभूमि में हम पाते हैं कि सभी कीट एक दूसरे से संबंध रखते हैं: उनकी एक निश्चित देह-रचना, कोशिकीय क्रियाएँ, आनुवंशिक रूप से कूटबद्ध विशेषताएँ (उदाहरणतः अनेक के छह पैर होते हैं) तथा इन विशेषताओं के बनने की जानकारी उनके जीनोम में अंकित होती है।

तितलियाँ कीटों के साथ अनेक विकासात्मक विशेषताएँ साझा करती हैं। तितलियाँ वस्तुतः विशिष्टीकृत शलभ (moths) हैं, ये दोनों अपने सहवर्गी कीट-समूह से 150 से 200 मिलियन वर्ष पूर्व अलग हुए। तत्पश्चात शलभ स्वयं काफी विकसित हुए, इससे पूर्व कि तितलियाँ लगभग 85 मिलियन वर्ष पूर्व एक पृथक समूह के रूप में उभरीं, लगभग उसी समय जब डायनासोर विलुप्त हुए।

तितलियों की समस्त विशेषताएँ—जिनमें शलभों की तुलना में कहीं अधिक तीक्ष्ण दृष्टि सम्मिलित है, जबकि शलभ गंध पर अधिक निर्भर रहते हैं—इसके पश्चात विकसित हुईं। तितलियों के लिए दृश्य संकेत अत्यंत महत्वपूर्ण हैं, जो यह स्पष्ट करता है कि अनेक इतनी आकर्षक क्यों होती हैं। उनके आकर्षक रंग या तो शिकारियों से बचने अथवा साथी को आकर्षित करने में सहायता हेतु विकसित हुए; शीतरक्तीय होने के कारण शरीर का तापमान बनाए रखने में सहायता हेतु गहरे रंग विकसित हुए। कुछ प्रजातियों ने रोचक लक्षण विकसित किए।

एपोसेमेटिज्म (Aposematism) दो विशेषताओं का संयोजन है—एक शिकारियों के विरुद्ध बचाव है, जैसे रासायनिक आवरण, जिसमें कुछ तितलियाँ पक्षियों, मकड़ियों आदि के लिए विषैली होती हैं। ये इल्लियाँ ऐसे विषैले पौधों को खाती हैं जिन्हें पचाना शिकारियों के लिए कठिन, यदि प्राणघातक नहीं, होता है। इस प्रकार सुरक्षित होना एक आंतरिक गुण है—किंतु विषयुक्त तितलियों ने फिर शिकारियों को यह दर्शाने हेतु चमकीले पंख-पैटर्न विकसित किए कि वे खतरनाक हैं, इस प्रकार अपने द्वारा वहन किए जाने वाले जोखिम का संकेत देती हैं।