Nachtfalter sind bedeutende Pflanzenbestäuber und Nahrungsquelle für Amphibien, Fledermäuse und weitere nachtaktive Säuger. Auch Vogelnahrung besteht aus größeren Faltern und Raupen. Prozentuell gesehen sind Nachtfalter 85% der Falter insgesamt. Wenn sie als Bestäuber und Nahrungsgrundlage durch Lichtverschmutzung ausfallen, hat dies weitreichende ökologische Auswirkungen. Außerdem können durch die vermehrten Lichtstunden die Überwinterungsstadien nicht rechtzeitig eingenommen werden und dadurch steigt die Sterblichkeit im Winter.
Sinkende Populationszahlen, der Rückgang des Artenreichtums sowie der Verbreitung von Nachtfaltern wurden bereits in einigen Ländern Europas beobachtet. Glühwürmchen Weibchen senden erst Licht, wenn eine gewisse Dunkelheit vorhanden ist. Kunstlicht kann die Leuchtzeit herabsetzen und damit auch die erfolgreiche Fortpflanzung verhindern. Durch künstliches Licht wird auch die Reichweite der Signale eingeschränkt. Männliche Glühwürmchen werden von geringen Lichtstärken insbesondere im orangen bis grünen Wellenlängenbereich angezogen, von intensiver Beleuchtung jedoch vertrieben. Weibliche Leuchtkäfer im Schein von Leuchten müssen mitunter vergebens auf einen Partner warten.
Der Verlust der Bestäubungs-Leistung durch die nachtaktiven Insekten konnte durch die tagaktiven Bestäuber nicht kompensiert werden, wie am Beispiel der Kohldistel (Cirsium oleraceum) gezeigt wurde. Die reduzierte Zahl nächtlicher Bestäuber resultierte in einer um 13 Prozent geringeren Anzahl an Früchten pro Pflanze.