蝴蝶谷位于亚龙湾小龙潭湖后部，离中心广场不远，两面环山，中间谷底贯穿一条溪流，占地面积1.5公顷。谷内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。5个展室中，中国最珍贵的喙凤蝶、多尾凤蝶和高山绢蝶等，巨形翠凤、猫头鹰蝶、银辉莹风蝶、太阳蝶、月亮蝶等世界名蝶历历在眼，在谷中有热带特有的古藤，造型奇特而优美的榕树、著名的龙血树、生命力极强的黑格、厚皮树等。