Tarihsel süreçte virusların sınıflandırılması, başlangıçta virusların konakçılarda meydana getirdiği patojenik etkiler, enfekte ettikleri konakçı türleri ve doku eğilimleri (tropizm) temel alınarak yapılmıştır. Bu doğrultuda viruslar; insan, hayvan ve bitki virusları şeklinde ayrılmış; ayrıca akciğerleri hedef alanlar için pnöymotropik, lenf sistemini etkileyenler için lenfotropik ve bağırsak sistemini hedefleyenler için enterotropik gibi terimler kullanılmıştır. Daha sonraki dönemlerde ise viruslar doğrudan neden oldukları spesifik hastalıkların isimleriyle anılmaya başlanmıştır. Kuduz virusu, çocuk felci virusu, kızamık ve kabakulak virusu gibi adlandırmalar bu dönemin ürünüdür. Bu isimlendirme yöntemi günümüzde belirli bir aile içindeki özel virusları tanımlamak için hala pratik bir yol olarak kullanılsa da, geniş bir taksonomik çerçevede virusların genel ilişkilerini ve evrimsel bağlarını göstermekte yetersiz kalmaktadır. Sınıflandırma sistemindeki bu karmaşayı gidermek ve bilimsel bir standart oturtmak amacıyla ilk ciddi adımlar 1960'lı yıllarda atılmıştır. Bu çalışmaların sonucunda 1970 yılında Uluslararası Virus Taksonomi Komitesi (ICTV - International Committee on Taxonomy of Viruses) kurulmuştur. Komite, viral sınıflandırma ile ilgili ilk resmi raporunu 1971 yılında '1st ICTV report' adıyla yayınlamış ve o günden bugüne virus taksonomisinin tek yetkili otoritesi haline gelmiştir. ICTV, kurulduğu günden 2018 yılına kadar 9'u ana rapor ve 50'si ek not olmak üzere 60'a yakın sınıflandırma raporu yayınlayarak virusların taksonomik konumlarını sürekli güncellemiştir. Günümüzde bilinen ve farklı organizmaları enfekte eden yaklaşık 4000 civarında virus türü bulunmaktadır. Bu türler, toplamda 84 aile ve 320 cins (genus) altında toplanmıştır. Bu ailelerin 32 tanesi doğrudan insan ve hayvanları enfekte eden patojenleri barındırmaktadır. Viral sınıflandırmada kullanılan en yüksek taksonomik birim 'dizin' (order) olarak kabul edilir ve bu birimin isimleri her zaman '-virales' takısı ile sonlanır. Taksonomik açıdan bugüne kadar tanımlanmış 7 adet dizin bulunmaktadır. Bu dizinlerden 5 tanesi (Picornavirales, Nidovirales, Mononegavirales, Bunyavirales ve Herpesvirales) konak olarak insan ve hayvanları hedef alan virus ailelerini bünyesinde barındırmaktadır. Dizin düzeyindeki sınıflandırmada en temel kriter, virusların nükleik asit yapıları ve replikasyon stratejileridir. Örneğin, Nidovirales dizini incelendiğinde, morfolojik özellikleri birbirinden tamamen farklı olan Arteriviridae ailesi ile Coronaviridae ailesinin, benzer replikasyon stratejilerine sahip olmaları nedeniyle aynı dizin altında sınıflandırıldığı görülmektedir. Bu durum, morfolojiden ziyade genetik ve replikatif özelliklerin taksonomideki önceliğini göstermektedir. Uluslararası standartlara göre viral sınıflandırmada dizin, aile, alt aile ve cins (genera) isimleri yazılırken belirli kurallara uyulur. Bu taksonomik basamakların isimleri her zaman büyük harfle başlar ve italik olarak yazılır. Örneğin, Mononegavirales dizini içindeki Rhabdoviridae ailesi bu kurala göre yazılır. Ancak, bu ailelerin üyelerinden genel olarak bahsedilirken (örneğin 'rhabdoviruslar' derken) küçük harfle başlanır ve düz yazı şeklinde yazım tercih edilir. Resmi taksonomik basamakların altında, tür düzeyinin de altında yer alan pratik kavramlar mevcuttur. Bunların başında 'suş' ve 'izolat' kavramları gelir. Bir virusun farklı coğrafi bölgelerden elde edilmiş varyantlarına suş adı verilirken; virusun saha örneklerinden alınarak canlı sistemlerde (embriyolu yumurta, hücre kültürü vb.) ekilmesi ve çoğaltılmasıyla elde edilen ürüne ise izolat denir. Ayrıca virusların serolojik özelliklerine göre 'serotip', hücre kültüründeki biyolojik davranışlarına göre ise 'biyotip' kavramları kullanılır. Subviral ajanlar, yapısal ve fonksiyonel olarak viruslara büyük benzerlik gösteren ve konakçılarda oluşturdukları klinik tablolar açısından viral enfeksiyonları andıran moleküler yapılardır. Ancak, klasik bir virusun sahip olması gereken tüm yapısal bileşenleri (örneğin hem nükleik asit hem de bunu çevreleyen protein kapsit) bir arada bulundurmadıkları için 'virus altı ajanlar' anlamına gelen subviral ajanlar olarak sınıflandırılırlar. Bu ajanlar viroidler, virusoidler (uydu viruslar) ve prionlar olmak üzere üç grupta incelenir. Viroidler, ışık mikroskobu ile görülemeyen, ancak elektron mikroskobu ile tespit edilebilen, enfeksiyon yapma yeteneğine sahip çıplak RNA molekülleridir. İlk kez 1971 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde bitkilerde tespit edilen viroidlerin en belirgin özelliği, yapılarında hiçbir şekilde protein kapsit bulunmamasıdır. Genellikle 250-300 nükleotid uzunluğunda, sirküler ve tek zincirli olan bu enfeksiyöz RNA molekülleri, sadece bitki alemini enfekte ederek tarımsal ürünlerde ciddi kayıplara yol açarlar. Virusoidler ve uydu viruslar ise çoğalabilmek için ortamda mutlaka yardımcı (helper) bir virusun bulunmasına ihtiyaç duyan asalak ajanlardır. Genellikle sirküler yapıda ve tek zincirli RNA'dan oluşan bu moleküller, kendi başlarına protein sentezleyemezler ve enkapsidasyonları (kapsit içine paketlenmeleri) için yardımcı virusun yapısal proteinlerini kullanırlar. İnsanlarda Hepatit B virusunun (HBV) varlığında çoğalarak ağır karaciğer hasarına yol açan Hepatit D virusu (HDV), bu grubun en bilinen ve en önemli örneğidir. Prionlar ise diğer tüm enfeksiyöz ajanlardan farklı olarak yapılarında hiçbir şekilde nükleik asit (DNA veya RNA) barındırmayan, tamamen proteinden oluşan enfeksiyöz moleküllerdir. İlk kez 1982 yılında Stanley B. Prusiner tarafından koyunlardaki Scrapie hastalığının etkeni olarak tanımlanmıştır. Prionlar, sinir hücrelerinin yüzeyinde doğal olarak bulunan normal PrPc proteininin, konformasyonel bir değişim geçirerek proteazlara ve fiziksel etkilere son derece dayanıklı olan anormal PrPsc formuna dönüşmesiyle oluşur ve beyinde birikerek geri dönüşümsüz süngerimsi hasarlara yol açar. Viruslar, kendi metabolik mekanizmalarına sahip olmadıkları için çoğalabilmek amacıyla mutlaka canlı ve duyarlı bir konak hücreye ihtiyaç duyan zorunlu hücre içi parazitleridir. Ancak her virus her hücrede çoğalamaz; bu seçicilik (tropizm), hücre yüzeyindeki spesifik reseptörler ile virusun yüzeyindeki glikoprotein yapısındaki çıkıntıların (ligand) anahtar-kilit ilişkisi gibi birbirine uymasıyla belirlenir. Hücre içi çoğalma süreci sırasıyla tutunma, penetrasyon, eklips, toplanma ve salıverilme olmak üzere 5 ana basamakta gerçekleşir. İlk basamak olan tutunma (adsorbsiyon), enfeksiyonun başlaması için zorunludur. Bu aşamada virusun bağlanma proteinleri hücre yüzeyindeki reseptörlere geri dönüşümsüz olarak bağlanır. İkinci basamak olan penetrasyon (içeri girme) ise tutunan virusun hücre içine geçişidir. Bu geçiş; hücre zarının içeri kıvrılmasıyla oluşan endositozis, viral zarın hücre zarı ile birleştiği füzyon veya küçük ve zarfsız virusların doğrudan membrandan geçtiği translokasyon mekanizmalarıyla gerçekleşir. Üçüncü basamak olan eklips (sentez), viral çoğalmanın en karmaşık ve en kilit sürecidir. Hücreye giren virus kapsitinden sıyrılarak soyunur ve genetik materyalini serbest bırakır. Bu aşamada hücre içinde bütün bir virus partikeli görülmediği için bu döneme 'güneş tutulması' anlamına gelen eklips denmiştir. Hücrenin mekanizmaları gasp edilerek önce erken proteinler (enzimler ve düzenleyiciler), ardından viral nükleik asit replikasyonu ve son olarak da yapısal geç proteinler (kapsit proteinleri) sentezlenir. Dördüncü basamak olan toplanma (assembly) aşamasında, sentezlenen viral nükleik asitler ve yapısal proteinler golgi veya endoplazmik retikulum gibi organellerde bir araya getirilerek yeni virus partikelleri (prokapsitler) şeklinde paketlenir. Son basamak olan salıverilme (saçılım) ise yeni virusların hücreyi terk etmesidir. Zarfsız viruslar genellikle konak hücreyi parçalayarak (lizis) dışarı çıkarken, zarflı viruslar hücre zarı, golgi veya çekirdek zarı gibi membranlardan tomurcuklanarak, hücreye hemen zarar vermeden dışarı sızarlar. Bakteriyel enfeksiyonlara karşı yüzlerce etkili antibiyotik bulunmasına rağmen, viral enfeksiyonlara karşı geliştirilen antiviral ilaçların sayısı oldukça sınırlıdır. Bunun en temel nedeni, virusların çoğalmak için tamamen konak hücrenin metabolik yollarını ve organellerini kullanmalarıdır. Dolayısıyla, virusun çoğalmasını engelleyecek kimyasal ajanların büyük bir kısmı konak hücre için de yüksek derecede toksik etki göstermektedir. Başarılı bir antiviral tedavi, sadece virusa özgü mekanizmaları hedef alan seçici stratejilere dayanmalıdır. Günümüzde FDA onaylı antiviral ilaçlar, etkilerini viral replikasyon döngüsünün farklı aşamalarını bloke ederek gösterirler. Bu mekanizmalar; virusun hücreye tutunmasını engelleyenler, viral genomun kapsitten salınmasını (soyunmayı) önleyenler, viral polimerazları inhibe ederek nükleik asit replikasyonunu durduranlar, viral protein sentezini engelleyenler ve yeni sentezlenen virusların hücre dışına çıkışını (saçılımını) bloke edenler olmak üzere beş grupta toplanır. Antiviral savunmada vücudun kendi ürettiği en önemli silahlardan biri interferonlardır. Bir hücre bir virusla enfekte olduğunda, komşu hücreleri uyarmak ve onları olası bir viral saldırıya karşı korumak amacıyla protein yapısındaki interferonları (özellikle antiviral etkili Alfa ve Beta interferonlar) salgılar. Bu süreç, bir hücrenin bir virusla enfekte olduktan sonra başka bir virusla enfekte olmasının engellenmesi fenomene, yani 'interferens' mekanizmasına dayanır. İnterferonlar türe özgü olup, geniş bir antiviral spektruma sahiptirler. Viruslar, yeryüzünde genetik değişime ve mutasyona en sık maruz kalan mikroorganizmaların başında yer alırlar. Bu yüksek mutasyon oranının en önemli sebebi, özellikle RNA viruslarının replikasyonunda görev alan RNA-bağımlı RNA polimeraz enzimlerinin 'proof-reading' (hata düzeltme / geri okuma) mekanizmasına sahip olmamasıdır. Bu durum, replikasyon sırasında meydana gelen nükleotid dizilim hatalarının düzeltilemeden yeni nesillere aktarılmasına ve hızlı bir varyasyon oluşumuna yol açar. Genetik materyalde meydana gelen bu değişimlere mutasyon denir. Mutasyonlar doğada kendiliğinden (spontan) oluşabildiği gibi, fiziksel veya kimyasal mutajenlerin etkisiyle indüklenmiş olarak da ortaya çıkabilir. Mutasyonlar sonucunda viruslar patojenitelerini kaybederek zayıflayabilir (atenuasyon), antiviral ilaçlara karşı direnç kazanabilir, konakçının bağışıklık sisteminden kaçabilir veya tamamen yeni dokulara ve konakçılara yönelme yeteneği (tropizm değişimi) kazanabilirler. Mutasyonların yanı sıra viruslarda görülen bir diğer önemli genetik değişim mekanizması ise rekombinasyondur. Rekombinasyon, aynı konak hücreyi eş zamanlı olarak enfekte eden iki farklı veya yakın akraba virusun genetik materyallerinin birbiriyle etkileşime girmesi veya hücre DNA'sı ile viral nükleik asidin birleşmesi olayıdır. Bu süreç, özellikle parçalı genoma sahip viruslarda (örneğin Influenza) 'antijenik shift' (büyük antijenik sapma) denilen olaylara yol açarak pandemik yeni suşların ortaya çıkmasına neden olur.