Форма вирионов (зрелые вирусы) очень разнообразна. У многих бактериофагов они состоят из головки и отростка, у вируса оспы они прямоугольные, у вируса герпеса и гриппа - шарообразные, у вируса мозаичной болезни табака - палочкообразные, у вируса мозаичной болезни картофеля - нитевидные, у вируса полиомиелита и жёлтой мозаики турнепса - многогранные шарики, у вируса бешенства, а также мозаики пшеницы и люцерны - очертаниями похожи на палочки бактерий или напоминают пулю.

* Разные авторы в зависимости от применяемых ими методов и др. условий получали величины, отклоняющиеся от приводимы-х, однако порядок величин во всех случаях сохраняется.

В строении разных вирионов есть много общего. Все они имеют белковую оболочку - капсид и внутреннее содержимое - нуклеокапсид, состоящее главном образом из нуклеиновой кислоты (НК) - ДНК или РНК. Многие вирусы имеют поверхностную оболочку, покрывающую белковую. Отдельные элементы белковой оболочки называются капсомерами. У некоторых вирусов (напр., мозаичной болезни табака) НК в виде спирали включена в белковую оболочку, без разрушения которой не может быть освобождена. У других вирусов (напр., жёлтой мозаики турнепса) спирально закрученная нить НК лежит в капсиде, как в коробочке, и может выйти оттуда без разрушения оболочки. НК - носители наследственной информации о строении и свойствах вируса; белки вирусов защищают НК, а также обусловливают ферментативные и антигенные свойства вируса. Строение вирусных частиц, приспособленных к перенесению неблагоприятных условий, может быть и более сложным. Таковы, например, полиэдры, образуемые некоторыми вирусами насекомых (они состоят из оболочки, кристаллической белковой массы и включённых в неё частиц вируса).

Химический состав разных вирусов неодинаков. Одни вирусы содержат липиды. Среди них есть вирусы с ДНК (оспы, герпеса и др.), с РНК (гриппа, птичьей чумы, саркомы Рауса, бронзовости помидора, жёлтой карликовости картофеля и др.). У других вирусов липиды отсутствуют. В этой группе также есть вирусы с ДНК (аденовирусы, большинство бактериофагов, вирус желтухи шелкопряда) и с РНК (полиомиелита, ящура; большинство вирусов вызывающих болезни растений; некоторые бактериофаги). Кроме липидов, белка и нуклеиновой кислоты, в вирусах встречаются в небольшом количестве полиамины (путресцин, спермидин и др.), иногда витамины (витамин В₂, фолиевая кислота), а также ряд металлов; в некоторых вирусах содержатся соединения белка с полисахаридами.