チョウ・ガ（鱗翅）類のコレクションは、戦前に収集された佐竹正一氏と久保猪之吉博士による日本および世界のチョウの標本が基礎となっています。20世紀初頭の昆虫類標本でわが国に残されているものは少数です。また、昭和48年に中原和郎博士の世界のチョウ類コレクションが寄贈されました。この収集品にはトリバネチョウ類やモルフォチョウ類のような世界の代表的な大型・美麗種が多数含まれます。これをもとに当館職員であった黒澤良彦博士（現在名誉館員）と共著で大型図鑑「世界の蝶」が出版されました。 なお、中原コレクションには同氏が生涯研究を続けた5,500点の脈翅類昆虫も含まれ、タイプ標本が約100個体あります。国内産のチョウ類標本は昭和47年に遺贈された林慶氏のコレクションをもとにしています。

　一方、ガのコレクションは1977年に始まった文部省科学研究費補助金海外学術調査により急速に充実しました。ネパール、インド、タイ、マレーシア、フィリピン、台湾、ベトナムの各国で採集された多数の標本は内外の研究者に利用されています。それにともないタイプ標本の数も急増し、現在2,000点に近づいています。国内産のガ類標本には昭和62年に遺贈された江波戸俊弥博士のコレクションがあります。

　このような収集・研究活動により、当館の所蔵する鱗翅類標本は現在約17万点に達しています。