Vị thuốc này thực chất là hiện tượng ấu trùng các loài bướm thuộc chi Thitarodes bị nấm thuộc chi Cordyceps kí sinh. Đó là một dạng kí sinh giữa một loài nấm túi có tên khoa học là Cordyceps sinensis (Berk.) Sacc., 1878 với sâu non (ấu trùng) của một loài côn trùng thuộc chi Thitarodes. Thường gặp nhất là sâu non của loài Thitarodes baimaensishoặc Thitarodes armoricanus.

Ngoài ra còn 46 loài khác thuộc chi Thitarodes cũng có thể bị Cordyceps sinensis ký sinh. Các loài nấm này phân bố rộng ở châu Á và châu Úc với trung tâm đa dạng là vùng Đông Á, đó là các cao nguyên cao hơn mặt biển từ 4.000 đến 5.000 m như: Đông Trùng Tây Tạng, Đông Trùng Tứ Xuyên, Thanh Hải, Cam Túc, Vân Nam…

Cơ chế xâm nhiễm của loài nấm này vào cơ thể sâu hiện giờ vẫn chưa rõ. Vào mùa đông nấm bắt đầu ký sinh vào sâu non và làm chết sâu non vì ăn hết chất dinh dưỡng của chúng. Những con sâu này có thể đã ăn phải bào tử nấm hoặc chúng mắc bệnh nấm ký sinh từ các lỗ thở. Đến khi sợi nấm phát triển mạnh, chúng xâm nhiễm vào các mô vật chủ, sử dụng hoàn toàn các chất dinh dưỡng trong cơ thể sâu. Đến một giai đoạn nhất định thường là vào mùa hè ấm áp, nấm bắt đầu mọc ra khỏi sâu như một ngọn cỏ và vươn lên khỏi mặt đất phát triển thành dạng cây (hình dạng giống thực vật) và phát tán bào tử.

Đông trùng hạ thảo chủ yếu tìm thấy vào mùa hè vùng núi cao trên 4.000m ở cao nguyên Thanh Tạng (Thanh Hải-Tây Tạng) và Tứ Xuyên (Trung Quốc). Tuy nhiên, hiện nay nhiều loài nấm thuộc chi Cordyceps được nuôi trồng trên quy mô công nghiệp để tinh chế các cơ chất có dược tính.