Les prédateurs des chenilles sont les oiseaux, les coccinelles, les guêpes jaunes et les êtres humains. Les chenilles constituent la principale source de nourriture pour de nombreux oiseaux, tels que les espèces de parulines, les tangaras et les oiseaux de la canopée.
Les oiseaux de la canopée saisissent facilement les chenilles à la cime des arbres, tandis que les rouges-gorges et les bécasses capturent généralement les chenilles qui se nourrissent d'herbe et de plantes au sol. Les chenilles sont faciles à attraper en raison de leur mouvement lent et de leurs couleurs vives et attrayantes. On les trouve en grand nombre dans presque toutes les régions du monde.
Les gilets jaunes, également appelés guêpes, amènent les chenilles dans leurs nids pour nourrir leurs petits. Ils aident à contrôler la population de chenilles dans les jardins, surtout au printemps et au début de l'été. Ils capturent des chenilles rampantes de presque toutes les tailles. Cependant, au fil des mois, le nombre de gilets jaunes diminue et leurs préférences alimentaires ont également tendance à changer.
Les coccinelles se nourrissent principalement de pucerons, bien qu'elles se nourrissent également de chenilles et d'autres insectes. Ce sont de minuscules coléoptères tachetés aux couleurs vives. Les coccinelles aiment manger de petites chenilles molles et faciles à consommer. Les jardiniers utilisent généralement des coccinelles pour réduire la population de pucerons et de chenilles, qui nuisent souvent aux plantes.
Outre les oiseaux, les guêpes et les coléoptères, les humains mangent aussi des chenilles. Les habitants du Botswana, une nation d'Afrique, et les habitants des pays d'Asie de l'Est comme la Chine récoltent généralement des chenilles tous les jours pour la haute valeur nutritionnelle de ces larves. Les chenilles contiennent des quantités plus élevées de graisses et de protéines que le poisson, le bœuf et les lentilles.
Les mécanismes de défense qu'utilise une chenille dépendent de l'espèce. Certains types ont des poils urticants pour les protéger d'être mangés, tandis que d'autres sont capables d'utiliser leurs couleurs pour se camoufler. D'autres ont la capacité de produire des produits chimiques qui repoussent ou empoisonnent les prédateurs. Les schémas comportementaux, tels que se cacher dans les feuilles et faire clignoter leurs couleurs pour effrayer les prédateurs, sont également des techniques utilisées par les chenilles.