แม้ว่าผีเสื้อกลางคืนชนิดต่างๆ จะผสมพันธุ์กันด้วยวิธีต่างๆ กัน แต่นิสัยการผสมพันธุ์ของผีเสื้อกลางคืนและผีเสื้อ ซึ่งจัดอยู่ในลำดับของแมลงที่เรียกว่า Lepidoptera โดยทั่วไปจะคล้ายคลึงกัน ในผีเสื้อกลางคืนส่วนใหญ่ ตัวผู้จะแสวงหาตัวเมียเพื่อผสมพันธุ์กับตัวเมีย และตัวเมียจะวางไข่ที่ปฏิสนธิแล้ว อย่างไรก็ตามในบางชนิดการสืบพันธุ์จะดำเนินการโดยไม่ต้องผสมพันธุ์
วงจรชีวิต
วิถีชีวิตของผีเสื้อและมอดมีสี่ขั้นตอนแยกกัน เหล่านี้คือระยะไข่ ตามด้วยระยะหนอนผีเสื้อ หรือระยะตัวอ่อน และระยะดักแด้และตัวเต็มวัย เมื่อแมลงเม่าโตเต็มวัย พวกมันจะใช้พลังงานและเวลาพยายามหาคู่เพื่อขยายพันธุ์ โดยปกติแล้วแมลงเม่าตัวผู้จะค้นหาตัวเมียตัวเมียเพื่อผสมพันธุ์ ผีเสื้อกลางคืนตัวผู้จะมีตาที่ใหญ่กว่าตัวเมียเล็กน้อย ซึ่งช่วยให้พวกมันค้นหาตัวเมียที่มีรูปร่าง สี และขนาดที่เหมาะสมได้
ฟีโรโมน
ผีเสื้อและแมลงเม่าปล่อยฟีโรโมนเพื่อดึงดูดกันให้ผสมพันธุ์ ผีเสื้อกลางคืนตัวผู้และผีเสื้อตัวผู้บางตัวมีเกล็ดเฉพาะบนปีกซึ่งผลิตฟีโรโมนเพื่อดึงดูดตัวเมียในสายพันธุ์เดียวกัน แมลงเม่าตัวเมียบางตัวมีต่อมที่ปล่อยฟีโรโมนเพื่อดึงดูดตัวผู้ ฟีโรโมนมีความสำคัญสำหรับผีเสื้อกลางคืนชนิดหนึ่งที่ออกหากินเวลากลางคืนและมีสีที่จืดชืด เนื่องจากพวกมันอาศัยกลิ่นเพื่อค้นหาคู่ครองที่มีศักยภาพ แมลงเม่าตัวผู้สามารถใช้เสาอากาศเพื่อค้นหาตัวเมียที่อยู่ห่างออกไปถึงสี่ไมล์ จากนั้นตัวผู้จะบินไปที่แหล่งกำเนิดกลิ่นทันที
ผสมพันธุ์
ในแมลงเม่าส่วนใหญ่ หลังจากที่ตัวผู้พบคู่ครองแล้ว เขาไล่ตามตัวเมียจนเธอล้มลงกับพื้น ตัวผู้อาจกระพือปีก ขยับหนวด และปล่อยฟีโรโมนจากปอยผมบนทรวงอก ขา ท้อง หรือปีก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของมอด ผีเสื้อกลางคืนตัวผู้จะขี่ตัวเมียเพื่อผสมพันธุ์ การผสมพันธุ์มักจะสั้นมาก ในขณะที่ผีเสื้อกลางคืนและผีเสื้อส่วนใหญ่ต้องผสมพันธุ์เพื่อออกลูก แต่ผีเสื้อกลางคืนบางตัวในยุโรปใช้กระบวนการ parthenogenesis ในการสืบพันธุ์ ในการเกิด parthernogenisis ตัวหนอนจะฟักออกจากไข่ที่ไม่ได้รับการผสม
วางไข่
หลังจากผสมพันธุ์แล้ว ผีเสื้อกลางคืนตัวเมียจะวางไข่เป็นฝูงหรือแยกกัน พวกมันอาจวางมันไว้ในเนื้อเยื่อพืช ติดมันกับวัตถุ หรือปล่อยไข่จากอากาศในขณะที่พวกมันกำลังบิน ในพื้นที่ที่เย็นกว่า ไข่จะไม่ฟักตัวจนกว่าจะถึงฤดูร้อนหรือฤดูใบไม้ผลิ ตัวอ่อนของผีเสื้อกลางคืนจะหลั่งเปลือกนอกของพวกมัน (เปลือกแข็งด้านนอก) ห้าหรือหกครั้งก่อนที่จะถึงระยะดักแด้ของวงจรชีวิต เวลาที่แมลงเม่าใช้ในการเปลี่ยนจากไข่ไปสู่ตัวเต็มวัยอาจใช้เวลาตั้งแต่ 15 วันถึงสองปี ขึ้นอยู่กับชนิดของมอด อุณหภูมิ และอาหาร