一年一度壮观帝王蝶大迁徙，成因难解。（视频截图）
每年春天，美国各地出现帝王蝶迁徙现象。这些帝王蝶的迁徙方向为春天自南向北、秋天自北向南，每年迁徙路程约4000多公里。科学家一直试图解释帝王蝶迁徙功能的生理机制。
科学家认为，帝王蝶体内有一个时空罗盘，可以本能地判断迁徙时间和方向。帝王蝶的复眼监测太阳的位置，触角中有生物钟，这些信息进入蝴蝶的大脑，之后被大脑加工，并与体内的时空罗盘整合在一起，判断飞行方向的角度以及向左或向右飞行的时机。
科学家认为，在一天的早晚，帝王蝶对南北方向的角度检测程度更强。可能是因为这个时间内，蝴蝶旋转运动多，而需要更多次调整飞行方向。
据《细胞报导》（Cell Reports）杂志发表关于帝王蝶迁徙机制的一项最新研究。研究者之一、马萨诸塞大学医学院（University of Massachusetts Medical School）的神经生理学家斯蒂文．瑞普特（Steven Reppert）说，该研究是将以前的研究结果更好地组织在一起，尝试说明一些迁徙现象。
瑞普特还表示，因为帝王蝶的迁徙功能非常复杂，所以很多问题还找不到分析途径。如帝王蝶可以在时晴时阴的天气时判断太阳位置，甚至在阴天也会按照正确方向飞行，而现在的分析只是局限于帝王蝶在晴天时对太阳位置的判断。
芝加哥大学的生态学家马科斯．科隆弗斯特（Marcus Kronforst）未参与此项研究。他认为该研究说明帝王蝶的迁徙功能很复杂。他推测很可能有神经系统参与迁徙飞行，因为帝王蝶到了迁徙时间，几乎立即判断正确的迁徙方向，而不是无目的乱飞。
资料记载，帝王蝶在北美地区迁徙路线大致两条：东线，墨西哥中部山区的米乔坎州（Michoacan）至美加边界的五大湖区、美国东北部和加拿大东部；西线，墨西哥的下加利福尼亚半岛（Baja California）至美国的加州南部，之后穿越美国到达加拿大。
