南極大陸を除く全ての大陸に分布する。高山に生息するウスバシロチョウなどもいるが、分布の中心は熱帯地方である。550種類ほどが知られるが、その中には小型でシロチョウによく似たウスバシロチョウ類や、世界最大のチョウを含むトリバネアゲハ類を含む。
チョウの中では最も大型の分類群である。成虫は大きな翅をもつが、中にはアオスジアゲハのようにわりと小さな翅をもち速く飛びまわるものもいる。翅の鱗粉は種類によって黒・白・赤・黄・青・緑など様々に彩られている。また後翅の縁には大小の突起があり、特に後翅から斜め後方に伸びる長い突起のことを尾状突起という。これらの突起の長さや有無も種類を判別する有効な手がかりである。
ナミアゲハの飛翔の40倍高速度撮影
成虫はほぼ全ての種類が花に飛来するが、地面の水たまりや海岸などで水分を吸う習性がある種類も多い。大きな翅をはばたかせて飛び、吸水・吸蜜や産卵もはばたきながらおこなう。
幼虫の食草は種類によってちがうが、日本産のアゲハチョウ類はミカンやサンショウなどのミカン科植物を食草とするものが多い。また、ジャコウアゲハやトリバネアゲハ類はウマノスズクサ類を食草とし、アルカロイドを体内に蓄えて鳥などの天敵に食べられないよう適応している。
アゲハチョウ類の幼虫は頭部と胸部の間に「臭角（しゅうかく）」という1対の角をもち、これが他のチョウ目幼虫と異なる大きな特徴である。この角は二股に分かれた半透明のゴムの袋のような構造で、種類によって赤から黄色といった派手な色彩をしている。ふだんは体内に靴下を裏返したように収納しているが、強い衝撃を受けると頭部と胸部を反らせ、しまっていた角を体液の圧力で反転し、突き出す。この角の表面にはテルペノイドを主成分とした強い臭い物質が分泌されており、外敵を撃退する。
蛹は帯蛹型で、尾部のカギ状突起と胸の部分の帯糸で上向きに自分の体を固定する。
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