与细菌相比，大多数病毒要小很多。举个例子，麻疹病毒直径220纳米，比大肠杆菌小8倍左右。2010年发表于《自然教育》(Nature Education)杂志上的一篇文章中进行了类比：脊髓灰质炎病毒直径30纳米，比一粒盐小约1万倍。病毒和细菌在大小上的差异为前者的存在提供了重要的第一个线索。
19世纪末，微生物，尤其是细菌，可以引起疾病的观点已经被广泛接受。然而，研究人员在调查烟草中的一种令人不安的疾病——烟草花叶病时，对其病因却有些困惑。
发现
1886年，德国化学家、农业研究员阿道夫·迈耶发表了一篇题为《关于烟草花叶病》的研究论文，发表了他的大量实验结果。梅耶发现，当他碾碎受感染的叶子，并将有毒的汁液注入健康的烟叶静脉时，会导致这种疾病特有的黄色斑点和变色。梅耶正确地推断出，引起烟草花叶病的是叶状果汁。然而，他没有得到更具体的结果。梅耶确信，导致这种疾病的原因是细菌，但他无法分离病原体，也无法在显微镜下识别病原体。他也不能通过给健康的植物注入一系列已知的细菌来重现这种疾病。
1892年，一位名叫德米特里·伊万诺夫斯基的俄罗斯学生基本上重复了梅耶的榨汁实验，但做了一点小小的改动。根据1972年发表在《细菌学评论》杂志上的一篇文章，伊万诺夫斯基将受感染叶片的汁液通过了钱伯兰过滤器，这是一种能够捕捉细菌和其他已知微生物的过滤器。尽管进行了筛选，液体滤液仍然具有传染性，这为解决难题提供了新的线索：引起这种疾病的东西很小，小到可以通过过滤器。然而，伊万诺夫斯基还是认为，烟草花叶病的原因是细菌，表明滤液“含有细菌或可溶性毒素”。
直到1898年，人们才承认病毒的存在。荷兰科学家马丁努斯·贝耶林克在确认伊万诺夫斯基的结果时提出，烟草花叶病的病因不是细菌，而是一种“活的液体病毒”，用现在已经过时的术语“可过滤病毒”来指代它。
德国科学家厄恩斯特•鲁斯卡和马克斯•诺尔1931年发明的电子显微镜，第一种病毒才通过新的高分辨率技术被可视化。鲁斯卡和他的同事在1939年拍摄的第一批图像是关于烟草花叶病毒的。因此，病毒的发现是一个完整的循环。
结构
病毒徘徊在所谓生命的边界上。一方面，它们包含组成所有生物体的关键元素:核酸、DNA或RNA(任何给定的病毒只能有一种)。另一方面，病毒缺乏独立阅读和处理这些核酸信息的能力。
病毒是一种“寄生虫”，需要在宿主细胞中复制（复制更多的病毒）。病毒不能在宿主之外自我复制，因为它缺乏宿主细胞所拥有的复杂机制。宿主的细胞机制允许病毒从其DNA中产生RNA（转录的过程）并根据其RNA中编码的指令构建蛋白质（翻译的过程）。
当一种病毒完全组装并能被感染时，它被称为病毒粒子。简单病毒的结构包括一个被称为衣壳的蛋白质外壳和包围在内的核酸核心。衣壳保护病毒核酸不被特殊的宿主细胞酶吞噬和破坏。有些病毒有第二层保护层，称为包膜。这一层通常来自宿主的细胞膜。
在病毒核心发现的DNA或RNA可以是单链或双链。它构成了基因组或病毒遗传信息的总和。病毒基因组通常体积较小，只编码必需的蛋白质，如衣壳蛋白、酶和宿主细胞内复制所需的蛋白质。
作用
病毒或病毒粒子的主要作用是“将其DNA或RNA基因组传递到宿主细胞中，以便宿主细胞能够表达(转录和翻译)基因组”。
首先，病毒需要进入宿主体内。呼吸道和开放性伤口可以作为病毒的入口。有时昆虫提供了进入的方式。某些病毒会在昆虫的唾液中搭便车，并在昆虫叮咬后进入宿主体内。这种病毒可以在昆虫和宿主细胞内复制，确保从一种病毒到另一种病毒的平稳过渡。例如引起黄热病和登革热的病毒。
病毒会附着在宿主细胞表面。它们通过识别细胞表面受体并与之结合，就像两个互锁的拼图一样。许多不同的病毒可以与同一受体结合，而一种病毒可以与不同的细胞表面受体结合。
当病毒与宿主细胞表面结合后，它可以开始穿过宿主细胞的外层膜。HIV是一种有包膜的病毒，它与细胞膜融合并被推入。一些非包膜病毒，如脊髓灰质炎病毒，会形成一个多孔的进入通道，并在细胞膜上钻洞。
病毒一旦进入细胞内，就会释放出它们的基因组，还会扰乱或劫持细胞机制的各个部分。病毒基因组引导宿主细胞最终产生病毒蛋白。最终，病毒会在宿主细胞内和宿主自身内，通过创造允许病毒传播的条件，将病毒堆在有利于它们的位置。
新发现
了解病毒之间的关系首先要注意大小和形状的相似性，病毒是否含有DNA或RNA，以及以何种形式存在。随着对病毒基因组进行排序和比较的更好方法，以及不断涌入的新科学数据，我们对病毒及其历史的了解不断得到微调。
1992年之前，人们还认为病毒比细菌小得多、基因组很小的观点还被认为是理所当然的。那一年，科学家们在水冷塔的某个变形虫体内发现了一种类似细菌的结构。结果是，他们发现的不是一种细菌，而是一种非常大的病毒，他们称之为拟菌病毒。随后发现了其他大型病毒，如乳房病毒和巨病毒。
这些发现提出了新的问题，开辟了新的研究途径。在未来，这些研究可能会为一些基本问题提供答案，这些问题包括：病毒的起源、它们如何达到目前的寄生状态，以及病毒是否应该被包括在生命范围中。
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