紫蝶幽谷並非一個地名，而是蝴蝶研究者用來專指紫斑蝶群聚越冬的生物現象。每年冬天群聚紫蝶幽谷的主要成員為4種紫斑蝶，包含小紫斑蝶、端紫斑蝶、圓翅紫斑蝶、斯氏紫斑蝶。亦可零星見到翅膀上散佈著水藍斑紋的6種青斑蝶、黑脈樺斑蝶及僅見於恆春地區大白斑蝶。
紫斑蝶絨布般質感的翅膀會隨著觀察方位及陽光照射角度而改變顏色，日本昆蟲家將其稱為「幻光」。雄性紫斑蝶除了在翅膀上具有由發香鱗所構成的性標外，腹部末端還有一對會散發特殊氣味的毛筆器，是雄蝶用來分泌擄獲美人芳心的銷魂香水「斑蝶素」。
紫斑蝶幼蟲及成蝶會攝食有毒植物葉片並將這些毒素儲存於體內，如蘿藦科的羊角藤或是澤蘭花蜜，所以牠們身上醒目鮮豔的色彩其實是警告捕食者不要輕易嘗試的「警戒色」。
紫斑蝶終齡（第5齡）幼蟲經過約2天不吃不喝的前蛹期，就會蛻下舊皮變成泛著金屬鏡面光澤的蛹。
初步研究顯示紫斑蝶一生可產下約百顆卵，但是紫斑蝶類幼蟲死亡率約5成，而斯氏紫斑蝶幼蟲死亡率更接近百分之百。
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