蝴蝶為什麽要遷徙？這是第壹個謎團。壹些昆蟲學家認為，昆蟲的遷徙是物種為了逃避惡劣的環境條件而生存的本能行為。與遺傳和環境條件有關。他們提出了兩個假設。第壹種假說認為，遷徙是昆蟲對當時不利環境條件的直接反應，如食物缺乏、天氣幹燥、生產過剩、過度擁擠等。例如，當成年菜粉蝶羽化時，如果它的寄生植物不能為它提供更好的食物來源，它就會遷徙去尋找美味的食物。相反，如果它寄生的植物能滿足它的需求，它就不會動。
第二種假說認為，某些環境條件的改變影響了昆蟲的個體發育，使它們發育成壹種遷徙的成蟲。這些遷徙的成蟲在形態、生理狀態和行為上往往明顯不同於常駐的成蟲。他們發現，光照周期、溫度、種群密度和食物條件的差異會引起成蟲生理和飛行能力的明顯分化。
但是，以上兩種假說都無法解釋多種蝴蝶遷徙的現象。比如美洲的蝴蝶，在冬天到來之前，它們成群結隊地去墨西哥的馬德雷山過冬，從寒冷的北美和加拿大出發。第二年春天，它們成群結隊地飛往北方，行程2880公裏。每當蝴蝶離開時，蝴蝶就像雲壹樣，遮住了天空。有人計算過遷徙的蝴蝶數量，大約300億只。不可思議的是，他們都有明確的目標，直飛目的地，從不開小差，每年定期在固定地點之間移動，不會出錯。科學家們仍然無法解開這個謎。
為什麽壹只脆弱的小蝴蝶，卻有巨大的能量飛越千山萬水，漂洋過海，航行3000 ~ 4000公裏？這種能量從何而來？從動力學的角度來看，蝴蝶不可能飛那麽遠。這是蝴蝶遷徙的第二個謎團。
壹些科學家認為蝴蝶之所以能飛這麽遠主要是因為風。他們發現，在許多遷徙的昆蟲中，遷徙方向是順風的，遷徙時間與季風同步，即昆蟲隨季風由南向北、由東向西遷徙。
但也有昆蟲學家認為，上述遷徙現象只是風媒遷徙昆蟲的表現。蝴蝶的遷徙方向和路徑不受季風影響。而且他們有壹定程度的自制力。他們可以逆風飛行，也可以逆風奔跑，奔向目的地。
蘇聯科學家米哈伊洛夫和斯維塞尼戈夫認為，蝴蝶運動時使用了先進節能的“噴氣發動機原理”。他們用高速相機拍攝了黃蝴蝶的飛行過程，驚訝地發現這只蝴蝶的翅膀在飛行過程中有三分之壹的時間都粘在壹起。它們巧妙地利用翅膀的開合，使前面壹對翅膀形成空氣收集器，後面壹對翅膀形成漏鬥狀的空氣噴射通道。蝴蝶每扇動壹次翅膀，噴射通道的大小、進氣口和出氣口的形狀和長度、收縮的程度都在有序地變化。兩翼之間的空氣由於翅膀的不斷拍動，由前向後被擠出，形成急流。噴流的壹部分能量用於維持飛行高度，噴流產生的另壹部分水平推力用於加速。蝴蝶就是利用這種“噴氣發動機原理”漂洋過海的。然而，蝴蝶如何操縱這個“噴射通道”仍然是個謎。
藍天上，蝴蝶靠什麽定向導航，克服各種惡劣天氣，奔向目的地？這是蝴蝶遷徙的第三個謎團。
昆蟲學家貝克專門研究昆蟲導航。他發現西歐的菜粉蝶在秋天南移時，總是與太陽的方位角保持恒定的角度。白天，太陽的方位角隨時間而變化，蝴蝶的遷徙方向也是如此。它每天的遷徙路徑是從東到南，最後到西的半圓弧。在整個遷徙季節，形成壹系列半圓形弧向南遷徙。
他還發現，長距離(2000公裏以上)的蝴蝶(如蝴蝶)在靠太陽導航時，可以根據太陽方位角的每日變化調整航向。換句話說，它的飛行方向並不總是隨太陽的方位角不變，而是隨太陽的方位角而變化。這種變化是由體內生物鐘調節的。比如上午9 ~ 10，如果它向著太陽飛，下午3 ~ 4點，它會調整成背對太陽飛，但始終保持飛行軌跡接近直線，以最短航程到達目的地。他的研究似乎證明了蝴蝶是靠太陽導航的。
1981，來自佛羅裏達大學的科學家在蝴蝶的頭部和胸部發現了微小的磁性顆粒。他們認為這些微磁顆粒是蝴蝶遷徙的“導航器”，是蝴蝶體內的“生物羅盤”。然而，蝴蝶是如何利用微磁粒子找到地磁場從而確定方向的，這是壹個謎。