チョウチョウウオ科 (Chaetodontidae) はスズキ目スズキ亜目に属する科。世界中の暖かい海のサンゴ礁などに100種以上が生息し、日本近海でも約50種が見られる。木の葉のように丸くて薄い体型をしており、鮮やかな色彩をもつものが多い。英語ではButterflyfish（バタフライ・フィッシュ）と呼ばれる。また、チョウチョウウオの名の由来は「さんご礁のなかをひらひらと泳ぐ様」を「お花畑をひらひらと飛ぶチョウ」の姿に準えたものである。この科は種類も多く、人気の高い観賞魚の仲間であり、今日では多くの種が観賞魚として流通している。
科の学名 Chaetodontidae は、ギリシア語のchaite とodous に由来し、それぞれ「髪の毛」、「歯」を意味する。本科の魚の口には毛のような歯が生えており、これを表したものであろう。キンチャクダイ科 Pomacanthidae に近縁だが、本科は鰓蓋に棘がないことで区別される。
本科の仲間は小型で、最大のニセフウライチョウチョウウオ Chaetodon lineolatus でも30cm 程度にしかならない。ほとんどの種がサンゴ礁や岩礁での生活に適応し、サンゴや岩の隙間を自在に遊泳できるよう左右に扁平（側扁体型）な体形を持つ。尖った口吻を持つ種類が多く、これは微小なプランクトンや狭い隙間に潜む小動物などを餌とする生態に対応する（下記「食性によるグループ分け」参照）。横から見た形は円盤形で、背鰭と臀鰭（しりびれ）が後方まで延長し、尾鰭と接近する。様々な模様のものが多く中には似たような模様のものまでいる。鮮やかに彩られた体の模様は、同種個体間でのコミュニケーションに役立っているという。また、多くの種では体の後方に目玉模様（アイ・スポット）を備え、捕食者に目（頭部）の位置を錯誤させることで生存上有利に作用していると考えられる。本当の眼は黒い帯状模様に隠れていることが多い。また、本科は食性により大きく3つに分けられる。
浅瀬のサンゴ礁や磯で一生を過ごすが、中にはウラシマチョウチョウウオ Prognathodes guyotensis など300m 以深の深海でしか見つかっていない種もいる。餌はサンゴのポリプや動物プランクトン、海綿、その他の無脊椎動物などである。他の魚の体表についている寄生虫を食べるクリーニング行動を行う種も知られている（バーバーフィッシュ Johnrandallia nigrirostris）。昼行性で、夜はサンゴや岩の陰に隠れて眠る。また、昼夜で体色や模様が変化することが知られ、夜間の体色・模様は鮮やかではなく黒ずんでいる。
本科の仔魚はトリクティス幼生と呼ばれ、頭部の骨が大きく張り出して兜をかぶったような独特の体型をしている。成長すると変態し、頭蓋骨は普通の大きさになる。
チョウチョウウオ科 Chaetodontidae は11 属約127 種を含む。中でもチョウチョウウオ属 Chaetodon は88 種を含み、本科最大の属である。
ハシナガチョウチョウウオ属 Chelmon - 3種[2]
フエヤッコダイ属 Forcipiger - 3種[4][5]
カスミチョウチョウウオ属 Hemitaurichthys - 4種[6]
テンツキチョウチョウウオ属 Parachaetodon -2種[7]
ウラシマチョウチョウウオ属 Prognathodes - 11種[8]
Amphichaetodon 属 - 2種[9]
Chelmonops 属 - 2種[10]
以下に本科でも比較的有名な代表種を挙げる。世界には何百もの種類がいると言われる。また、模様が似ていたりと区別が難しい種もいる。今後、今まで一種として考えられてきた種に亜種や新種が発見される場合もある。下の各種は日本国内で観察された記録がある種で、沖縄などでは普通種でもある。
アミチョウチョウウオ
チョウハン
アミメチョウチョウウオ
アケボノチョウチョウウオ
カスミチョウチョウウオ
セグロチョウチョウウオ
トゲチョウチョウウオ
スダレチョウチョウウオ
フウライチョウチョウウオ
ゴマチョウチョウウオ
イッテンチョウチョウウオ
ミスジチョウチョウウオ
食用として利用される種はあまりない。ほとんどの場合、観賞魚として利用されるが、海水魚のなかでも餌付けが難しい種類が多い。個体の大きさ(生育段階)や食性によっては、人工配合飼料だけでは飼育できない場合もある。以下に代表的な種を食性別に分けた。食性と飼育の難易度は概ね対応する。
雑食性グループ（小型の甲殻類、サンゴのポリプ、コケなどの植物質のものなど様々なものを口にする）
トゲチョウ、フウライチョウ、ニセフウライチョウ、チョウチョウウオ、ツキチョウ、アケボノチョウ、ミゾレチョウ、セグロチョウ、チョウハン、スダレチョウ、フエヤッコダイ、ブルーストライプバタフライフィッシュ、ゴールデンバタフライフィッシュ、インディアンバタフライフィッシュ、ハタタテダイ、オニハタタテ、ミナミハタタテ、ムレハタタテなど……雑食性の種は比較的環境に馴れると人工餌も口にする。そのため、このグループの種は飼育しやすい初級者向けに分類される。中でもアケボノチョウとミゾレチョウは特に餌付けが容易なので飼育しやすい入門種といえるが、ハシナガチョウのようになかなか餌付かない種もいる。
ポリプ食性グループ（主にサンゴのポリプを主食とする）
ミスジチョウ、ウミヅキチョウ、スミツキトノサマダイ、トノサマダイ、ヤスジチョウ、オウギチョウ、コクテンカタギ、ミカドチョウ、ハナグロチョウ、ゴールデンストライプバタフライフィッシュ、レインフォーズバタフライフィッシュなど……このグループの種はサンゴを与えないと飼育が難しい場合が多い。また、色彩も鮮やかな種もこのグループには多い。しかし、サンゴは高価なので経済的に悪い上、環境保全上の問題もある。但し、種によっては殻付きアサリを与えると餌付くので、徐々に人工餌に馴らせることもできる。このグループの種はどの種も難しい上級者向けに分類される。しかし、スミツキトノサマダイに関しては個体により人工餌を食べる場合もある。
プランクトン食性グループ（プランクトンを主食とする）
カスミチョウ、トンプソンチョウ、ブラックピラミッドバタフライフィッシュなど……プランクトン食で難しそうだが、細かい粒状の人工配合飼料を水流に乗せて与えると食べる。このグループは、比較的飼育しやすい中級者向けに分類される。しかし、このグループは小さく種類も少ない。また、入荷も少ないので、価格も比較的高めである。
なお、上にあげた全ての種に上記の説明が常に当てはまるわけではなく、個体や種により、雑食性なのにポリプ専食だったり、生息環境が特殊で深いところや汽水のようなところだったり、もともと食べているものが特殊だったり、といった例外があることは注意すべきである。
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科の学名 Chaetodontidae は、ギリシア語のchaite とodous に由来し、それぞれ「髪の毛」、「歯」を意味する。本科の魚の口には毛のような歯が生えており、これを表したものであろう。キンチャクダイ科 Pomacanthidae に近縁だが、本科は鰓蓋に棘がないことで区別される。
