El fenómeno por el que varios organismos responden a la luz es conocido como fototaxis. Las cucarachas son un ejemplo de fototaxis negativa, pues cuando se enciende la luz estos insectos corren a esconderse en rincones y grietas oscuras. Las polillas, por el contrario, muestran la fototaxis positiva, pues se mueven hacia las fuentes de luz, incluso si esto implica su muerte, como cuando se acercan demasiado a la llama de una vela o a una lámpara diseñada para electrocutar insectos.

Se sabe que muchas especies de polillas son migratorias, viajando de una latitud a otra conforme pasan las estaciones. Una sugerencia sobre la forma en la que se guían en la migración es el uso de la luz de la Luna como punto de referencia, pues la mayoría son especies nocturnas. Al ser atraídas por la luz lunar las polillas vuelan más alto y evitan muchos obstáculos y depredadores y pueden aprovechas las corrientes de aire más efectivamente. Varios entomólogos sugieren que las polillas pueden definir su ruta mientras la Tierra gira por el cambio de posición de la Luna. (También hay evidencias de que estos insectos pueden percibir el campo magnético del planeta, como si tuvieran una brújula interna.)

Por lo tanto la atracción de las polillas hacia las luces eléctricas puede relacionarse con su medio de orientación. Después de todo han usado este sistema durante millones de años, mientras que la luz artificial solo tiene varios miles de años de existir, y la luz eléctrica se usa desde hace poco más de cien años. Las polillas simplemente no han tenido tiempo de adaptarse a estos nuevos factores introducidos por el ser humano.

También puede relacionarse con un mecanismo de escape relacionado con la luz. Si se agita un arbusto en el que se ocultan varias polillas su reacción natural será volar hacia los puntos de luz, que en la naturaleza se encuentran usualmente hacia arriba, proporcionándoles una guía para huir de los peligros, que se encuentran por lo general abajo, en la oscuridad.

Las polillas son más sensibles a ciertas longitudes de onda de la luz, como por ejemplo la ultravioleta, mientras que no responden a otras. Por ejemplo una luz blanca atrae a estos insectos, pero la luz amarilla no. Las lámparas con las que se electrocutan a los insectos están diseñadas para producir bastante luz ultravioleta.

Una hipótesis relacionada explica por qué permanecen cerca de la luz, volando a su alrededor. Al igual que en el caso de los humanos los ojos de las polillas tardan cierto tiempo en ajustarse de la iluminación a la oscuridad, pero en los insectos este ajuste se realiza mucho más lentamente. Apartarse de la fuente de luz significa volar a ciegas, con todos los peligros que esto implica para los insectos. Por otro lado las polillas no recuerdan la experiencia y serán atraídas por otra fuente de luz, encontrándose en el mismo predicamento una y otra vez.