蝶蛾的翅展范围在24-190毫米之间。
雄性的后翅有一个翅缰，而
雌性的后翅则具有3-16个翅缰。它们的颜色鲜艳，属于日出性种类，外观类似于
凤蝶总科，尤其是与
弄蝶科的物种非常相似。蝶蛾的眼睛较大，喙部发达或者稍微退化，极少数情况下会显著退化。下唇须通常向上翘起。中室内部有一条M干，连锁器呈翅缰型。雄性蝶蛾的阳茎弯曲，而雌性蝶蛾的产卵器较长。
美国白灯蛾体型粗壮，呈圆筒状，其生长周期可达两年。蝶蛾的卵呈竖立式的扁平形状，而蛹则是长圆筒形。幼虫的生活习性是在植物茎干内取食。
蝶蛾科的物种约有150种，主要分布在全球的新
热带区、东洋区和
澳大利亚区。新热带区是蝶蛾科物种最丰富的地区，目前已知有30个属。
蝶蛾科被认为与透翅蛾总科的关系较为密切。尽管蝶蛾科的成员拥有棍棒状的触角以及白天活动的习性，这使得它们常常被认为是与
凤蝶总科近缘，但实际上这些特征和习性在
鳞翅目中普遍存在，因此并不能作为亲缘关系的直接证据。此外，蝶蛾科的
美国白灯蛾和蛹的一些特征也显示出与木蠹蛾科存在一定关联。