帝王蝶幼虫是高度专食性（monophagous）的昆虫，它们几乎只吃马利筋属（Asclepias）的植物（英语 milkweed）。雌蝶也几乎只会把卵产在这些植物上，因为幼虫孵化后只能吃这种植物。

马利筋含有强心苷（cardenolides）等有毒化合物，大多数动物无法食用，帝王蝶幼虫不仅能够耐受，还会把这些毒素储存在体内，因此成虫也具有一定毒性，鸟类等捕食者往往会避开它们。