病毒的基本化學組成是核酸和蛋白質。可以這樣概括：所有成熟的病毒至少是由一種或幾種蛋白質和一種核酸組成，只有少數幾種例外，它們僅僅以核酸形式存在，如類病毒。有些病毒還含有一定量的脂類物質及碳水化合物，等等。

　　一個病毒粒子是由DNA或RNA病毒核酸構成髓核。髓核被稱之為衣殼的蛋白質外殼所包圍。髓核和衣殼統稱為核衣殼。有些病毒的核衣殼外面包被著一層囊膜，囊膜由脂質、蛋白質和糖組成。

　　病毒的核酸

　　核酸是病毒的遺傳物質，攜帶著病毒的全部遺傳信息，是病毒遺傳和感染的物質基礎。一種病毒的病毒顆粒只含有一種核酸，DNA或者RNA.它們以單鏈、雙鏈或環狀多核苷酸組成。

　　一種病毒只有一種特定類型的核酸，DNA或RNA，這與某種特定類型的病毒起源有關。

　　不同種類的病毒其核酸含量有較大的差別。流感病毒的核酸不到病毒顆粒質量的1%，大腸桿菌噬菌體T2、T4、T6的核酸約占病毒顆粒的一半或更多。由于核酸是病毒的遺傳物質，每種病毒顆粒中的核酸含量并不一致，其結構和功能也有一定的關系。結構復雜的病毒有較多的核酸，結構簡單的病毒只需較少的核酸。

　　病毒的蛋白質

　　蛋白質是病毒的另一類主要成分，包括結構蛋白和非結構蛋白。

　　非結構蛋白是指由病毒基因組編碼的，在病毒復制或基因表達調控過程中具有一定功能，但不結合于病毒顆粒中的蛋白質。

　　結構蛋白是指構成一個形態成熟的有感染性的病毒顆粒所必需的蛋白質，包括殼體蛋白、包膜蛋白和毒粒酶等。

　　殼體蛋白是構成病毒殼體結構的蛋白質，由一條或多條多肽鏈折疊形成的蛋白質亞基，是構成殼體蛋白的最小單位。殼體蛋白的主要功能是：1）構成病毒的殼體，保護病毒的核酸。2）無包膜病毒的殼體蛋白參與病毒的吸附、侵入，決定病毒的宿主嗜性，同時它們還是病毒的表面抗原。

　　包膜蛋白是構成病毒包膜結構的蛋白質，包括包膜糖蛋白和基質蛋白兩類。主要功能是：1）是病毒的主要表面抗原，它們與細胞受體相互作用啟動病毒感染發生，有些還介導病毒的侵入。2）還可能具有凝集脊椎動物紅血球細胞、細胞融合以及酶等活性。3）基質蛋白構成膜脂雙層與核衣殼之間的亞膜結構，具有支撐包膜、維持病毒結構的作用，并在病毒芽出成熟過程中發揮重要作用。

　　毒粒酶根據功能大致分為兩類：一類參與病毒侵入、釋放等過程，如T4噬菌體的溶菌酶；一類參與病毒的大分子合成，如逆轉錄病毒的逆轉錄酶。

　　病毒的脂質

　　許多病毒的包膜內存在有脂類化合物，如磷脂、脂肪酸、甘油三酸脂和膽固醇等。這些脂類幾乎都是由病毒粒子在細胞內成熟，在細胞膜處以葡生方式釋放，直接從寄主細胞膜上得到。病毒脂類存在與病毒的吸附和侵入有關。

　　病毒的碳水化合物

　　除病毒的核酸中所含戊糖外，有的病毒還含有少量的碳水化合物，為核糖或脫氧核糖和磷酸組成的核酸骨架。有包膜病毒中碳水化合物以寡糖側鏈的形式與蛋白質結合形成包膜糖蛋白。

　　其它組成

　　在某些動物、植物病毒中存在多胺類有機陽離子，包括丁二胺、亞精胺、精胺等，它們大都結合于病毒核酸，對核酸的構型有一定影響。在某些病毒的病毒體中，還發現有其它的小分子量組分，如ATP，對噬菌體尾鞘收縮提供能量。