贝杰林给病毒下了这样的定义，“有感染性的活的流质”，还远远不能揭示出病毒的本质。
自病毒发现直到20世纪30年代初，病毒学研究主要集中在分离和鉴定引起各种病毒性疾病的病毒、病毒对生物体所引起的特异性病理效应、病毒的传播方式和感染宿主范围以及各种理化因子对病毒感染的影响等方面。
世界上许多科学家主要运用过滤性方法，先后发现和证实了40余种动植物病害是由病毒引起的，并都归为“过滤性病毒”。后来发现有些病毒也无法通过细菌过滤器，就改用“病毒”来代表这类微小的致病因子。
而且人们从解决病害观点出发，在机体水平上研究了病毒感染的症状、传播途径、传播介质以及病毒的繁殖特征。例如证明昆虫能传播病毒病是1900年的事。1899年古巴流行黄热病，细菌学家里德带领一个美国研究小组到古巴去调查病因。当他们排除了其他传染途径后，目标落在伊蚊身上。故意让叮咬过黄热病病人的伊蚊来咬自己，结果他们也患上了这种病，勇敢的拉齐尔大夫病死了，证明了罪犯确实是伊蚊。接着日本人高见证明一种叶蝉会传染水稻矮花病，而蚜虫会传染马铃薯退化病。早在1619年就知道的郁金香碎色病直到1929年才证明是由蚜虫传染的。
但对病毒本质的认识要困难得多。1935年，美国生物化学家斯坦利从患有花叶病的烟草的提纯汁液中分析出一种蛋白晶体，将这种晶体再溶解后，保持了它的致病性，从而认为病毒是一种蛋白质。但斯坦利的结论没有被所有的病毒学家所接受，特别是英国的鲍登和皮里提出疑问，因为他们发现烟草花叶病毒的提纯液及晶体中还含有相当量的硫和磷，这两种元素是蛋白质没有而核酸有的。两种不同的结论引起病毒学界的注意，并做了大量的实验，最后得出一致结论，病毒是由蛋白质和核酸两个部分组成。随后的研究又证实了，核酸可分为RNA和DNA两类。更重要的认识是在1936年后反复试验获得的，即核酸是病毒感染、致病及复制的主体。同时，包括施拉姆在内的一些研究者也证明了T噬菌体侵入细菌内部的是其核酸DNA，而留在细菌外壁的是其蛋白质外壳。进一步的研究发现，有些病毒除含有核酸和蛋白质外，还含有一定量的脂类物质及碳水化合物。
由于20世纪30年代后期电子显微镜的发展，终于可以直接观察到病毒颗粒的形态，证明病毒颗粒的内部是核酸，外面包裹着蛋白质，有些病毒颗粒外边被囊膜包裹着。比如，人们通过电镜直接观察到了TMV病毒，指出TMV是一种直径为1.5纳米（1纳米等于十亿分之一米），长为300纳米的长杆状的颗粒，而番茄黄化花叶病毒颗粒为球形，直径为25纳米。
1971年美国病理学家迪纳从患有马铃薯纺锤块茎病的植株中又发现了一种比病毒还小的致病性生物，它能侵染、繁殖、致病。这种致病因子的结构不像一般病毒有蛋白质的外壳和内部的核糖核酸，它没有蛋白质外壳，仅含有一个分子量很小的环状RNA。迪纳将其称为类病毒。自1971年以来，已正式报道和研究的类病毒至少13种。1980年以后，我国学者田波等发现了3种新的植物类病毒。
马铃薯纺锤形块茎类病毒（PSTV）的结构模型部的类病毒，被称为拟病毒。拟病毒含有两种RNA分子，一种和一般病毒中的类似，另一种RNA分子与类病毒有相似的理化性质和结构，也是环状的。不过这两种RNA分子单独都不表现致病性，只有联合起来才具有复制和感染性。这种类似类病毒的RNA称之拟病毒。
1982年普什纳证明引起羊搔痒病的病原是一种分子量为27KD的蛋白质，他称之为蛋白侵染子或朊病毒。目前至少有6种人和动物的慢性病与此有关，如人的枯颅病、疯牛病、鹿的搔痒病等。
目前，在病毒分类学上将类病毒、拟病毒和朊病毒合在一起称为亚病毒。
