幼虫期は、見た目上は一齢しかなく、初齢幼虫が直接蛹に変態する。ただし、映画作中の小美人の台詞によると、モスラは、実は卵の段階で成長する。モスラの卵は小さい状態で土中に産みつけられ、年単位の時間をかけて、卵そのものが大きく成長する、という説明がなされている。『モスラ』（1961年）では東京タワー、vsシリーズでは国会議事堂、『モスラ』（1996年）では屋久杉と、全国の各名所にカイコの繭に似た形状の繭を作るのが定番となっている[9]。

成虫はヤママユガ科のガがモデルと言われている。カイコガの羽は退化して飛べないのに対し、モスラは強靭な羽を持っており、太平洋も楽々と渡れるほどの飛行能力を有する。

講談社の『モスラ対ゴジラ』の小説版では、「数千年前の異常気象によって地表に降りそそいだ大量の宇宙線により、ヤママユガの一種がインファント島で突然変異を起こして進化したもの」とされており、これは『ゴジラvsモスラ』での設定の基にもなったという説もある。

モスラはゴジラの相手としては初の飛行怪獣であり、ゴジラシリーズにも何度も登場しており、「ゴジラ以外の怪獣」としての登場回数ではトップである。ゴジラのライバル怪獣の1体にも数えられており、ゴジラは成虫に対しては何度か勝利するが、幼虫は『モスラ対ゴジラ』でゴジラに勝利しているなど、昭和ゴジラシリーズでは常に勝利を収めている実力者である。

初期作ではゴジラを上回る巨体も特色であり、『モスラ』の原作と初期稿では、「過去に出現したゴジラよりも巨大な体躯である」と言及する場面が存在した。『モスラ対ゴジラ』の成虫がゴジラとの対比でその大きさを表現したのを最後に、この点は描かれなくなった。

成虫は鱗粉を放って相手を混乱させる技を得意とし、これでゴジラなどの敵怪獣を何度も苦しめている。ただし、『モスラ対ゴジラ』と『ゴジラ×モスラ×メカゴジラ 東京SOS』では「鱗粉を失うと羽がもろくなり、飛行能力を失う（つまり死亡する）」という設定があるため、まさに「最後の攻撃」と言える。水中戦は苦手で、『モスラ2 海底の大決戦』でのダガーラとの水中戦には苦戦している。『モスラ2』ではダガーラに対抗するために水中モードモスラやレインボーモスラ、『モスラ3 キングギドラ来襲』ではキングギドラに対抗するために鎧モスラへ変化する。平成モスラシリーズには「一度は敵に敗れるが、対抗するために新たなモスラになって再戦を挑み、倒す」という演出が多く見られ、これがモスラという怪獣自体の定番となっている。