A vírusok nagyon kicsi, a gombáknál vagy a baktériumoknál sokkal kisebb fertőző lények, szaporodásukhoz élő sejtekre van szükségük. A vírus a sejthez kötődik, belép, és DNS-ét vagy RNS-ét a sejtbe bocsátja. A vírus DNS-e vagy RNS-e az örökítő kód, amely a vírus másolásához szükséges adatokat tartalmazza. A vírus génállománya átveszi az uralmat a sejt felett, és a vírus másolására kényszeríti azt. A fertőzött sejt általában elpusztul, mert a vírus nem engedi, hogy szokásos működését végezze. A sejtből azonban a halála előtt új vírusok szabadulnak ki, és azok új sejteket fertőznek meg.

Bizonyos vírusok nem pusztítják el a fertőzött sejteket, csak megváltoztatják azok működését. Egyes esetekben a fertőzött sejt elveszti uralmát az osztódás folyamata felett, és rákossá válik. Vannak vírusok, melyek nem ölik meg a fertőzött sejteket, hanem örökítő anyagukat a gazdasejtben hagyják, ahol az sokáig szunnyadó állapotban marad (látens fertőzés). A sejtet érő inger esetén a vírus újból szaporodásnak indulhat, és betegséget okozhat.

A vírusok általában egy bizonyos fajta sejtet fertőznek meg. Például a megfázást okozó vírusok csak a felső légutak sejtjeit támadják meg. Emellett a legtöbb vírus csak néhány állat- vagy növényfajban okoz fertőzést; némelyik pedig csak az emberben.

A vírusok átvitelének többféle módja van. Némelyiket lenyeljük, másokat belélegzünk, vagy rovarok és más élősködők (például szúnyog, kullancs) csípésével kerülnek testünkbe.

A szervezet számos védekezési móddal rendelkezik vírusok ellen. A fizikai akadályok, például a bőr, megnehezítik a bejutást. A fertőzött sejtek ezen kívül interferonokat termelnek, és ezek az anyagok a nem fertőzött sejteket sok vírussal szemben ellenállóvá teszik.

Amint a vírus bekerül a szervezetbe, abban védekező folyamatokat indít el. E védekezés a fehérvérsejtekkel kezdődik, köztük is a nyiroksejtekkel (limfociták), melyek megtanulják, hogy a vírust vagy az általa megfertőzött sejtet megtámadják és elpusztítsák. Ha a szervezet túléli a vírus támadását, a nyiroksejtek "emlékeznek" a betolakodóra, és gyorsabban és hatékonyabban tudnak válaszolni, ha ugyanazon vírus újból fertőzést okoz. Ezt nevezik immunitásnak, ami védőoltással ugyancsak elérhető.

A vírusfertőzésekkel szembeni gyógyszereket vírusellenes (antivirális) szereknek hívjuk. E szerek a vírusmásolás folyamatába avatkoznak be. Mivel a vírusok nagyon kicsik, és a sejten belül, a sejt saját anyagcsere folyamatainak felhasználásával sokszorozódnak, a vírusellenes készítmények csak néhány anyagcsere folyamatot gátolhatnak. Ezzel szemben a baktériumok nagyobb élőlények, többnyire a sejteken kívül szaporodnak, és saját anyagcseréjük van, mely ellen antibiotikumokat lehet adni. Emiatt a vírusellenes készítmények kifejlesztése sokkal nehezebb. E szerek az emberi sejteket is károsíthatják. A vírusok is fejthetnek ki ellenállást (rezisztenciát) a vírusellenes szerekkel szemben.

Az antibiotikumok vírusinfekciókban hatástalanok, de ha a vírusfertőzésre bakteriális fertőzés is rakódik, gyakran van szükség antibiotikumra.

A leggyakoribb vírusfertőzések minden bizonnyal az orrot, a torkot és a légutakat érintik. E betegségek közé tartozik a torokgyulladás, az orrmelléküreg-gyulladás (szinuszitisz), a megfázás és az influenza. Az orvosok ezeket sokszor felsőlégúti megbetegedéseknek hívják. Kisgyermekekben a vírusok nem ritkán kruppot és a gége (laringitisz) vagy a tüdőben mélyebben elhelyezkedő légutak gyulladását (bronhiolitisz, bronhitisz ) okozzák.

Egyes vírusok (például a veszettségé, a nyugat-nílusi vírus és a számos agyvelőgyulladást okozó vírus) az idegrendszert támadják meg. Vírusfertőzések a bőrön is megjelenhetnek, olykor szemölcsöket vagy más foltokat okozva. Ezen kívül sok vírus csecsemőket és gyermekeket betegít meg.

Gyakran okoznak fertőzést a herpeszvírusok is. 8 fajtájuk képes emberben betegséget előidézni. Ezek közül három - a herpes simplex vírus 1-es és 2-es típusa, valamint a varicella-zoster vírus - felhólyagosítja a bőrt. Egy másik herpeszvírus, az Epstein-Barr vírus mirigylázat (mononukleózis infekciózát) okoz. A citomegalovírus újszülöttekben és gyengült védekezőképességű egyénekben idéz elő súlyos fertőzést. Egészséges immunrendszerű emberekben a mirigylázhoz hasonló kórképet válthat ki. A 6-os és 7-es humán herpeszvírus a rozeola infantum nevű kiütéses gyermekbetegség hátterében áll. A 8-as emberi herpeszvírust az AIDS-es betegekben fellépő daganatért (Kaposi-szarkómáért) teszik felelőssé.

Valamennyi herpeszvírus egész életen át tartó fertőzést okoz, mert a gazdasejtben marad szunnyadó (látens) állapotban. Néha azonban reaktiválódnak, és ez a betegség fellángolásához vezet. Erre az első fertőzés után hamar vagy évek múlva kerülhet sor.