这首咏蝶诗体物入微，描摹传神，是一首难得的佳作。
诗的前六句，诗人以细腻的笔触，描绘了素蝶的动人形象。这些诗句犹如电影中的镜头，伴随着由绿蕙、青薇、阳光、春风、红花、碧树组成的背景的不断转换，展示出了素蝶轻盈飘然、千姿百态的身影。不仅如此，诗人在表现素蝶时，还融人了感情色彩，既写它飞花舞叶的喜悦，也写它映日顺风的欢快，更写它受鸟雀追逐的悲哀，从而赋予了素蝶栩栩如生的神情。这些传神的描摹，固然得之于表现手法的精巧，但若诗人不作细致的观察，不作设身处境的体验，恐怕不可能如此形神俱妙地将素蝶的风姿表现出来。
但如果仅止于此，那也不过是一幅蝴蝶写生而已，然而诗人并没有只停留在对素蝶作穷形尽相的描摹，，而是在动态描写中进步一写出了蝶蝴的“命运”。不要看它是一只蝴蝶，它同样有悲欢，有升沉，有追求。它要随蜂避雀，要映日因风，有“争起”的奋斗，也有“共归”的退隐，在花中叶际穿来飞去，归宿到底何在呢。“芳华幸勿谢，嘉树欲相依”二句，进一层展示了它的情感，诗句以素蝶自诉的口吻诉说希望百花不要凋零。这一感情的表白，透露出了素蝶内心对未来的不安以及对生命的追求，全诗由此而更显蕴藉深厚。同时，在这两句中诗人假托蝴蝶的口吻，对蝴蝶的前途给出了答案：它所向往的是一株花繁叶茂、生机无限的“嘉树”以求庇护依托。因此也可以懂得为什么诗人钟情于“素蝶”而不是“彩蝶”。显然，“素蝶”是一种象征。“素”既表示品格高洁，又暗示命运坎坷。它不能象彩蝶那样风云际会，洋洋得意，而必须寻求一个有力的保护者才有前途。刘孝绰的一生并不平坦。“前后五免”，多次遭受打击。这首《咏素蝶诗》或许就是他的一种自我表白。
沈祥龙曾指出：“咏物之作，在借物以寓性情。凡身世之感，君国之忧，隐然蕴于其内，斯寄托遥深，非沾沾焉咏一物矣。”联系诗人刘孝绰的生平，当可看出，此诗并非泛泛咏蝶之作，而寄寓了诗人的身世之感。据《南史·刘孝绰传》记载，孝绰自小聪颖异常，颇得梁武帝萧衍及昭明太子萧统的推重。然其为人好仗气负才，有不合意，便极言诋訾，由是与世乖仵，一生宦途屡起屡蹶，最后以“坐受人绢一束，为饷者所讼，左迁信威临贺王长史，晚年忽忽不得志”。于此诗中，诗人一方面借洁白的蝴蝶以表示自己品质的高尚与纯洁，一方面借蝶之口表示自己在遭受到多次沉浮之后，依然对仕宦的渴望与追求。然而诗人索物寄意，已将物象与意念融合为一体，故既得题中之精蕴，又有题外之远致，读者或作咏蝶欣赏，或作寄慨体味，均可感其妙，这正是一般咏物诗所难以企及的。
作为千古形胜之地的武关，诗人跋涉至此，不能不驻足凭吊一番。所以首联开门见山，用拟人的艺术手法，把自己在武关的盘桓说成是“碧溪”的相留，这就将诗情十分自然地转到对这一历史陈迹的临风联想上来。
“一笑怀王迹自穷”，是诗人对楚怀王的悲剧结局的嘲弄，其中更有对怀王其人其事的感叹、痛恨和反思。因此，颔联紧承这一脉络，以历史家的严峻和哲学家的深邃具体地分析了“怀王迹自穷”的根源。楚怀王原任命屈原为左徒，内政外交均很信任他。后来由于上官大夫的诬陷，怀王渐渐疏离了屈原。秦国见有隙可乘，就派张仪至楚，以重金收买了上官大夫靳尚之流，并贿赂了怀王稚子子兰和宠姬郑袖，谗害屈原。怀王在郑袖、靳尚等一群佞臣小人的包围下，终于走上绝齐亲秦的道路，放逐了屈原。最后怀王为秦伏兵所执而客死秦国。此后楚国国运日益衰败，一蹶不振。从这段历史可以看到，怀王的悲剧结局完全是由于他亲小人、疏贤臣的糊涂昏庸所致，是咎由自取，罪有应得。因此，诗人在颔联中以形象化的语言，极为深刻地揭示了这一内在的根源。这两句诗对比强烈，内涵丰富。郑袖“娇娆”，可见其娇妒、得宠之态，而“酣似醉”，足见怀王对他的宠幸和放纵；屈原“憔悴”，可见其形容枯槁、失意之色，而“去如蓬”，足见屈原遭放逐后到处流落，无所依归的漂泊生涯。诗人正是通过小人得势、贤臣见弃这一形象的对比，婉转而深刻地指责了怀王的昏聩，鞭挞了郑袖的惑主，以及痛惜屈原的被逐。由此思之，诗人在瞻眺武关时，面对“怀王迹自穷”的现实，不能不付之一笑。
颈联在构思上是个转折，从对历史的沉思、叙述过渡到抒发眼前的感喟。诗人通过对江山依旧、人事全非的慨叹，说明“兴废由人事，山川空地形”（刘禹锡《金陵怀古》）的历史教训。楚怀王正是因为在人事上的昏庸才导致了丧师失地、身死异国的悲剧。从这一意义来说，这一联的感慨实际上是对上联所叙述史事的寓意的进一步延伸。
最后，诗人的眼光再次落到武关上。如今天子神圣，四海一家，天下统一；武关上长风浩荡，戍旗翻卷，残阳如血。这一联是全诗的出发点。杜牧不但才华横溢，而且具有远大的政治抱负，他的理想社会就是盛唐时期统一、繁荣的社会。但是晚唐时期，尽管形式上维持着统一的局面，实际上，中央王朝在宦官专权、朋党交争的局面下势力日益衰败，地方藩镇势力日益强大，几乎形成了“无地不藩，无藩不叛”的局面。这不能不使怀有经邦济世之志和忧国忧民之心的诗人忧心忡忡。面对唐王朝渐趋没落的国运，诗人站在武关前，思绪万千。于是对历史的反思，对现实的忧思，一齐涌上心头，形于笔底。他希望唐王朝统治者吸取楚怀王的历史教训，任人唯贤，励精图治，振兴国运。同时也向那些拥兵割据的藩镇提出了警戒，不要凭恃山川地形的险峻，破坏国家统一的局面；否则，不管弱吐强吞，其结局必将皆成空。