Perhosten elinkierrossa on neljä vaihetta: muna, toukka, kotelo ja aikuinen. Perhoslajeistamme löytyy talvehtijoita kaikista näistä vaiheista. Varhain keväällä lentävät lajit ovat talvehtineet aikuisena, tällaisia ovat esimerkiksi tutut nokkosperhonen ja suruvaippa.
Toukka on parhaiten kylmää kestävä vaihe. Esimerkiksi Suomen päiväperhoslajiston kaikki 15 vain Lapissa esiintyvää lajia talvehtivat toukkana.
Monet lajit - kuten paljakkakylmänperhonen - talvehtivat toukkana kaksi talvea. Ensin talvehtii pieni toukka, joka toisena kesänään kasvaa, mutta ei kehity aikuiseksi, vaan viettää toisenkin talven toukkana.
Kun aikuisen perhosen lentoaika voi olla lyhimmillään vain muutaman viikon, on aikuisvaihe tällaisilla kahdesti talvehtivilla lajeilla vain murto-osa perhosen koko elinkaaresta.
Talvi on monelle perhoslajille kriittisin vuodenaika. Esimerkiksi 1970-luvulla Suomen valloituksensa aloittanut ja viime vuosina Oulun seudullekin levinnyt neitoperhonen talvehtii aikuisena. Sen esiintymistä eniten rajoittavana tekijänä pidetään altistumista pakkasille.
Ilmastonmuutoksen on todettu jo vaikuttaneen monen suomalaisen perhoslajin esiintymiseen. Leudommat talvet ovat varmasti yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka mahdollistavat lajien leviämisen pohjoisemmaksi.