Madame Butterfly, eller rettere sagt Madama Butterfly, er navnet på en vigtig opera skrevet af den italienske komponist Giacomo Puccini og opførtes første gang i operahuset La Scala i Milano, Italien, den 17. februar 1904. Det er en tragedie om kærligheden mellem en amerikansk flådeløjtnant bosat i Japan og den geisha, hans ejendoms- og ægteskabsmæglerven har leveret ham, Cio -Cio San.
Operaen begynder, da løjtnant Benjamin Pinkerton fra den amerikanske flåde inspicerer det hus, han for nylig lejede i Nagasaki, Japan. Hans ejendomsmægler, Goro, er også ægteskabsmægler og har leveret Pinkerton med tre tjenere og en geisha kone ved navn Cio-Cio San, som også er kendt som Madama Butterfly.
Cio-Cio San er glad for det kommende ægteskab, efter at have opgivet sin buddhistiske religion for kristendommen og håber, at Pinkerton vil bringe hende en gang velhavende familie uden gæld. Pinkerton er også glad, men indrømmer over for sin ven amerikanske konsul Sharpless, at selvom han er forelsket i Madame Butterfly, håber han at vende tilbage til USA og gifte sig med en amerikansk kvinde. I slutningen af handlingen finder brylluppet sted, men Cio-Cio Sans familie forlader og bryder alle bånd med hende.
Den anden lov finder sted tre år efter Pinkertons skib sejlede til Amerika kort efter brylluppet og uden at Pinkerton sagde farvel. Madame Butterfly venter fortsat på ham med sin tjenestepige i stadig større fattigdom, på trods af hendes tjenestepiges advarsel om, at han ikke vender tilbage. Sharpless kommer til Cio-Cio Sans hus med et brev fra Pinkerton, hvor han siger, at han vender tilbage, men planlægger ikke at blive, men Sharpless kan ikke give det til hende, efter at hun har fortalt ham om deres barn, som Pinkerton ikke kender til, ved navn Dolore. Pinkertons skib kommer ind, men han besøger ikke Cio-Cio San.
I akt III ankommer Pinkerton og Sharpless endelig til huset med Pinkertons nye kone Kate - fordi Kate ønsker at opdrage barnet. Pinkerton flygter, da han indser, at Butterfly stadig elsker ham, og efterlader sin kone og Sharpless at bryde nyhederne. Butterfly siger, at hun vil opgive barnet, hvis Pinkerton kommer til at se hende endnu en gang, og så begår hun selvmord, før han kan vende tilbage.
Madama Butterfly var baseret på en novelle skrevet af amerikansk advokat og forfatter Luther Long, baseret på erindringerne om hans søster, der havde været en metodistmissionær i Japan. Udgivet i 1898 blev novellen lavet til et etakter af den amerikanske dramatiker David Belasco, der tog stykket til London, hvor Puccini hørte om det og blev interesseret.
Puccini baserede sin (efterhånden) tre-aktede opera på Belascos spil, der blandede og kontrasterede (europæiske synspunkter på) slutningen af det nittende århundredes japanske og amerikanske kulturer og morer i den tragiske opera, vi ser i dag.
i 1988 tilpassede David Henry Hwang historien til en sviende kommentar om den iboende racisme i den, kaldet M. sommerfugl især om den underdanige asiatiske kvinders mandlige fantasi.