蝴蝶谷在位于亚龙湾大小龙潭湖的后部，处于热带半落叶季雨林，植被丰富，生长着众多珍贵的龙血树(不老松)和眼镜豆、黑格、水翁等360多种植物，其中许多是天然的蝴蝶寄主，如龙珠果藤，马豆玲藤，樟树、黄杯、铁刀木、黄皮、榕树、夹竹桃等。
在原始幽深的热带丛林之间，三面环山，一条清澈的溪流贯穿谷底，谷内自然生长着成千上万只色彩艳丽的彩蝶，由于其优良的生态环境，加上合理的人工改造，蝴蝶谷已成为世界上独具特色，人类与自然，结合得最完美的蝴蝶园之一。是我国第一个集展览、科教、旅游、购物为一体的蝴蝶文化公园。
蝴蝶谷拥有一个大型生态蝴蝶园和一个藏有珍贵蝴蝶、昆虫标本的博物馆。
亚龙湾蝴蝶谷是中国迄今为止第一个最大的网式蝴蝶园，蝴蝶园占地面积1682平方米，网内栽种了大量的蝴蝶寄主和蜜源植物，形成了良好的蝴蝶活动、栖息场所，每年繁殖投放供游客观赏的蝴蝶约20万只，每天保持的观赏活体蝴蝶在6000只左右，游人每天都能观赏到生态的蝴蝶。
天然蝴蝶园是通过改造小环境，大量栽种蝴蝶寄主和蜜源植物，达到蝴蝶自行繁育的生态要求和活动空间，吸引外界的蝴蝶在此繁衍生息，目前蝴蝶谷内自然发生的观赏蝴蝶密度是外界的4-8倍。产生了良好的蝴蝶生态效应。
蝴蝶繁殖园选种了部分品种的蝴蝶寄主和蜜源植物，供蝴蝶的成虫和幼虫在此繁育。蝴蝶谷拥有一个大型生态蝴蝶园和一个藏有2000多只珍贵蝴蝶、昆虫标本的博物馆。馆内展出了中国及世界各地的名贵蝴蝶与昆虫标本500多种。所有的蝴蝶标本都是我国各省市比较名贵的代表性品种。有生活在新疆天山等高寒地区的圆润剔透形似少女的阿波罗绢蝶；有生活在海南岛的被誉为“蝶王”的金斑喙凤蝶，还有三尾凤蝶、三尾福凤蝶、多尾凤蝶、四斑花金龟、长臂彩金龟、叉犀金龟、马尾蜂和其它世界代表性名蝶等。