病毒是一种比细菌和真菌小的感染微生物，为了复制要依赖一种活的细胞。病毒先吸附于某种特定类型的活细胞上，再进入细胞内。病毒释放出自身的脱氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸（RNA），它们含有复制新病毒颗粒的遗传信息，并采取控制细胞代谢的某些过程。然后在细胞内制造病毒的成分，经适当地装配后被释放出细胞，保持其原有的传染性。
病毒感染后细胞发生变化的情况取决于病毒的类型。某些病毒杀伤它们感染的细胞，另一些病毒则改变细胞的功能，使其失去控制，以超过正常的速度进行分裂，成为肿瘤细胞。还有一些病毒将其部分或全部的遗传信息整合入宿主细胞DNA内，但呈潜伏或静止状态。直到细胞被某种方式扰乱，病毒得以再次被激活。
多数病毒对宿主有选择性；某些病毒如流感病毒可感染人和各种各样的动物，但其某些株以某种方式改变后，仅适应于感染某一种动物。人体内常见的多数病毒，仅在人与人间发生传播。有些病毒如狂犬病毒和脑炎病毒则主要感染动物，人类仅偶然受染。
人体有许多特异和非特异的防御机制抵抗病毒感染。物理屏障如皮肤和粘膜可阻遏病毒进入体内。感染的细胞也会产生干扰素，干扰素是一种糖蛋白，具有使未感染的细胞产生抵抗病毒的作用。
如果病毒进入体内，各种类型的白细胞，如淋巴细胞都具有攻击和破坏被病毒感染细胞的作用（见第167节）。淋巴细胞有两种主要类型：即B淋巴细胞和T淋巴细胞。当机体受到病毒攻击时，T淋巴细胞数量增加，发育成熟为辅助T淋巴细胞（TH），TH能辅助抗体形成B淋巴细胞或细胞毒T细胞（杀伤T细胞、TC）以攻击被特异病毒感染的细胞。T淋巴细胞还能产生化学物质（称为细胞因子），加速T细胞的成熟（见第167节），并进一步攻击受病毒感染的细胞。来自TH的细胞因子，能辅助B淋巴细胞衍化为浆细胞，后者产生针对病毒的特异性抗体，使病毒灭活并失去传染性。
接种疫苗可使机体获得免疫。所用的制备疫苗与特异的病毒相似，如流感疫苗和麻疹疫苗，但接种后人体不会引起疾病。机体对疫苗的应答包括特异性T和B淋巴细胞的数量增加，这样疫苗产生的免疫就可直接针对特定的病毒。很多疫苗已可用于预防常见的和严重的病毒感染，包括流行性感冒、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、水痘、狂犬病、风疹、甲型和乙型病毒性肝炎、乙型脑炎和黄热病（见第172节）。有时病毒会发生突变逃逸疫苗的抗体作用，因而再次接种是必要的。
对病毒感染的快速保护可通过注射或静脉输入免疫球蛋白而达到。免疫球蛋白含有来自其他人体或动物产生的抗体，如去甲型肝炎流行区旅行，可注射甲型肝炎免疫球蛋白而得到保护。但如与疫苗同时注射可降低某些疫苗如麻疹、脊髓灰质炎疫苗的免疫效果。
抵御病毒的药物称抗病毒药物（见第173节）。抗病毒药物比抗生素种类要少得多，与抗生素比较，抗病毒药物研制更困难，要求对病毒的作用更特异，而一般抗病毒药物更具有毒副作用。抗生素对病毒感染无效，但对有病毒和细菌感染同时存在者，抗生素的使用常常亦是必要的。