Trong tự nhiên, một số loài côn trùng như châu chấu phát triển qua nhiều lần lột xác liêp tiếp. Mỗi lần lột là một lần chúng thêm giống con trưởng thành, nhưng không có những bước biến đổi đột ngột. Ngược lại, thiêu thân, bướm, ruồi và nhiều côn trùng khác trải qua những giai đoạn kế tiếp nhau mà hoàn toàn khác nhau. Quá trình đó gọi là sự biến thái.

Từ trứng nở ra ấu trùng giống như sâu - gọi là sâu (với bướm), dòi (với ruồi). Chúng bò lung tung, phàm ăn và lột xác nhiều lần, mỗi lần thành ấu trùng lớn hơn. Ấu trùng cuối cùng hoá nhộng, một dạng chẳng ăn cũng không uống, không động đậy. Ấu trùng của bướm nhả tơ dệt kén và hóa nhộng (lột xác để thành nhộng) bên trong kén.

Trong quá trình hoá nhộng, toàn bộ cấu tạo của ấu trùng được xoá bỏ và được sử dụng làm nguyên liệu trong việc phát triển của con trưởng thành. Mỗi một bộ phận của con trưởng thành (chân, mắt, cánh…) phát triển từ một nhóm tế bào gọi là đĩa mầm. Đây là những tế bào phát triển trực tiếp từ trứng. Chúng chưa hề làm bộ phận chức năng nào của ấu trùng và ít nhiều nằm im bất động trong suốt thời kỳ đó. Trong giai đoạn nhộng, những đĩa mầm này lớn lên và phân hoá thành các cấu tạo trưởng thành nhưng vẫn ở dạng lép và ẩn. Khi con trưởng thành nở ra khỏi kén, máu được bơm vào các cấu tạo lép đó, chúng mới duỗi ra và phồng lên, sau đó kitin được thêm vào để làm cứng.

Sự biến đổi kỳ lạ từ ấu trùng sang dạng trưởng thành này được gọi là sự biến thái hay là sự biến đổi hoàn toàn. Châu chấu chỉ có sự biến đổi không hoàn toàn vì từ ấu trùng đến trưởng thành nó chỉ trải qua giai đoạn biến đổi từ từ.

Ấu trùng và côn trùng trưởng thành không chỉ có sự khác nhau về bề ngài, chúng còn khác nhau hoàn toàn về phương thức sống. Sâu ăn lá cây còn bướm hút nhụy hoa. Ấu trùng muỗi sống trong ao, ăn tảo và động vật nguyên sinh, còn muỗi trưởng thành hút máu người và những động vật có vú khác. Một số loài như phù du, con trưởng thành chỉ sống vài giơ vừa đủ để giao phối và đẻ trứng.