La metamorfosi és el procés mitjançant el qual un insecte o un amfibi passa per diferents estadis del seu desenvolupament. Aquest és un procés d'organogènesi important i en què es desencadenen una sèrie de processos hormonals d'activació de diferents gens que provoquen un canvi radical en l'estructura general de l'insecte o l'amfibi.
No només hi ha canvis de grandària i un augment del nombre de cèl·lules sinó que hi ha canvis de diferenciació cel·lular. Molts insectes, amfibis, mol·luscs, crustacis, cnidaris, equinoderms i tunicats sofreixen metamorfosi, la qual generalment està acompanyada de canvis d'hàbitat i de comportament. En sentit científic, aquest terme no es refereix a canvis generalitzats de l'aspecte de les cèl·lules o a episodis de creixement ràpid. En els mamífers el terme és d'ús familiar, no científic i és més aviat imprecís.
En la metamorfosi senzilla, simple o incompleta (hemimetabolisme) l'individu passa per diverses mudes fins a transformar-se en individu adult sense passar per una etapa d'inactivitat i sense parar d'alimentar-se. Els estadis juvenils o immadurs s'assemblen a l'adult a part que són més nois, manquen d'ales i no són madurs sexualment. També poden tenir menor nombre de segments corporals. Aquest tipus de metamorfosi es dóna en alguns insectes i també en anèl·lids, equinoderms, mol·luscs i crustacis. En aquest tipus de metamorfosi les fases juvenils d'insectes s'anomenen nimfes. Són exemples d'això les xinxes i les llagostes, que tenen nimfes semblants als seus pares, però de mida més petita.
La metamorfosi complicada o completa (holometabolisme) és un procés complex. De l'ou neix una larva que és molt diferent de l'adult i que a més de passar per diverses mudes entra en l'estadi de pupa al completar el seu creixement. Durant aquest estadi deixa de menjar i en la major part dels casos s'immobilitza i generalment es tanca en una coberta protectora sofrint dintre d'ella una reorganització morfològica i fisiològica que culmina amb la formació de l'insecte adult o imago. La reorganització dels teixits i òrgans té lloc per mitjà de l'acció d'enzims digestius que destruïxen la major part de les cèl·lules, la qual cosa rep el nom d'històlisi. Els nutrients derivats d'aquest procés són usats per a construir els nous teixits de l'adult en el procés d'histogènesis. Aquest tipus de metamorfosi és pròpia de gairebé el 80% dels insectes i d'alguns crustacis. Els exemples són les papallones, mosques, escarabats i les vespes.
Algunes espècies passen la major part de la seva vida en els estats larvaris i tenen una vida adulta breu. Els exemples més notables són els de les efímeres, els adults de les quals viuen un o dos dies i no s'alimenten. Altre exemple són les cigales les nimfes de les quals viuen fins a 13 o 17 anys en alguns casos i l'adult viu uns pocs dies. Generalment aquests casos es donen entre insectes de metamorfosi simple. En els de metamorfosi complexa els adults solen tenir una vida més llarga que les larves encara que hi ha excepcions, tal com algunes arnes o alguns altres lepidòpters que ni tan sols s'alimenten com adults.
El creixement i metamorfosi dels insectes estan controlats fonamentalment per tres hormones sintetitzades per glàndules endocrines localitzades en la part anterior del cos: una hormona cerebral que estimula a certes glàndules toràciques. Aquestes al seu torn produïxen una segona hormona cridada ecdisona, un esteroide que induïx les mudes o ècdisis. La tercera és l'hormona juvenil produïda per la corpora allata l'efecte de la qual és impedir el desenvolupament de les característiques de l'adult, permetent que ocorrin les mudes necessàries per al creixement. Així l'insecte té diverses mudes fins que la producció d'hormona juvenil cessa. Només llavors pot tenir lloc la metamorfosi. El coneixement de les hormones de creixement serveix per al control de pestes d'insectes. És possible usar productes químics, interferent endocrí, que interfereixen amb el funcionament normal d'aquestes hormones.
