I Macroeteroceri costituiscono un grosso contingente di farfalle in gran parte dai colori poco vivaci ad attività crepuscolare o notturna, ma che presentano anche forme colorate e ad attività diurna. Trattandosi di un gruppo molto eterogeneo e non inquadrabile in un unico taxon, non è facile tratteggiarne le caratteristiche comuni a tutti. Ci limiteremo a sottolineare il comune denominatore che li lega, distinguendoli dai Ropaloceri, ossia le antenne non clavate. In alcune famiglie si hanno antenne ad estremità ingrossata, come nei Zigenidi e negli Sfingidi, ma si tratta di aumenti di spessore graduali, partenti dalla base del flagello. Nella maggioranza dei gruppi sono pettinate o dentate, con rami spesso sensibilmente più lunghi nel maschio. Il capo, oltre alle antenne, porta la spiritromba, generalmente lunga, ma talora sclerificata e atrofica, tanto da non servire alla nutrizione. Ai suoi lati si notano i palpi labiali, variamente conformati e diretti in avanti o ricurvi verso l'alto, talora molto lunghi e rivolti all'indietro; in alcune specie portano ghiandole odorifere. In alcune famiglie si hanno anche, superiormente rispetto ai primi, i palpi mascellari poco sviluppati e, nei Nottuidi, sempre assenti. Sul capo si possano avere strutture sclerificate usate durante lo sfarfallamento e l'uscita dal bozzolo. Sempre sul capo si trovano gli occhi composti.
Il torace porta le tre paia di zampe egualmente sviluppate (salvo rare eccezioni), composte dai seguenti elementi: coxa, trocantere, femore, tibia, tarso e pretarso. Le tibie anteriori non portano appendici, ma una espansione laterale adoperata per la pulizia delle antenne; quelle mediane portano un paio di speroni, le posteriori due paia. Sulle parti laterali dell'ultimo segmento toracico o sui primi segmenti addominali, vi sono gli organi timpanali.
Il corpo in genere è alquanto voluminoso, soprattutto nelle femmine, ed è rivestito di abbondanti squame. Le ali sono alquanto diverse sia nella forma che nelle nervature, esse sono rivestite sempre da squame quadrangolari fissate tramite un peduncolo. Alla loro colorazione e disposizione si devono gli eleganti disegni alari fatti di fasce, triangoli, cerchi che di rado sono casuali, ma hanno significato criptico, fanerico o terrifico e in ogni caso svolgono un importante ruolo nell'assicurare la sopravvivenza della specie. Accanto ad entità con aperture alari anche di 30 cm (forme tropicali), troviamo forme minuscole ad ali millimetriche (Nepticulidi). Vi sono anche specie brachittere (ad ali poco sviluppate) o addirittura attere (senza ali). Nell'insetto posato esse vengono tenute disposte a tetto, oppure distese. Le forme primitive presentano nervature delle ali anteriori simili a quelle delle posteriori; si tratta quasi sempre di Microeteroceri e perciò esulano da questo lavoro. Gli Eteroneuri hanno nervature delle ali anteriori diverse da quelle posteriori; essi, oltre ad alcune forme piccole, comprendono la maggioranza dei Macroeteroceri. Le nervature hanno notevole valore sistematico; vengono numerate dal basso verso l'alto e sono di regola dodici nelle ali anteriori e otto nelle posteriori. Possono aversi più nervature anali e altre soprannumerarie. Altro carattere importante è costituito dalle modalità di aggancio delle ali. Nel corso dell'evoluzione si sono avute sensibili modificazioni in questo sistema. Nelle forme primitive esiste una specie di linguetta (jugum) sul bordo posteriore delle ali anteriori che si collega a delle setole sulle posteriori (tipo jugato), oppure si assiste ad una dilatazione della parte costale della posteriore che prende rapporto con l'ala anteriore (tipo amplexiforme), come accade presso i Lasiocampidi. Nelle forme più evolute si ha un insieme di setole più o meno numerose e robuste (frenum) sul bordo anteriore dell'ala posteriore le quali si agganciano ad una struttura detta "retinacolo" presente sull'ala anteriore (tipo frenato). È quest'ultimo tipo nelle sue varie modificazioni che prevale nella maggior parte delle famiglie di Macroeteroceri.
Oltre alla testa e al torace, nel corpo della farfalla si trova l'addome, che nelle femmine a volte è molto grosso. Nell'addome si trovano gli organi della riproduzione maschili e femminili.