Une personne qui collectionne et étudie les papillons est appelée lépidoptère. La lépidoptologie (également lépidoptère) est une branche de la zoologie traitant à la fois des papillons et des mites.
Les collectionneurs de papillons amateurs capturent des papillons, qui sont ensuite euthanasiés dans des bocaux contenant du chloroforme et épinglés sur un panneau d'affichage généralement en mousse ou en liège. Les ailes des insectes sont étendues pour une meilleure visualisation des formes et des couleurs et soigneusement fixées au tableau avec de longues et fines épingles, un peu comme des aiguilles. Les papillons sont ensuite étiquetés, souvent avec leurs noms scientifiques et leurs noms communs, et le tableau est placé dans une vitrine pour préserver les insectes.
Les scientifiques dans le domaine de la lépidoptologie étudient les insectes euthanasiés à l'aide de lentilles à main et de microscopes qui leur permettent d'examiner les spécimens en détail. Les scientifiques peuvent également effectuer des examens de composition chimique et d'ADN sur des spécimens. D'autres lépidoptères étudient les insectes vivants en créant des jardins de papillons et des cages d'élevage à utiliser comme stations d'observation.