电子显微镜下牛痘病毒呈长砖块形!

由于病毒多易于突变而且寄主的个体差异极大，一般研究病毒感染的实验均先利用细胞株来了解病毒的基本特性，例如外型结构、生长週期长短、感染力的高低。单一牛痘病毒颗粒之质量十分微小，只有约 5x10 -15g (5 fg)。

电子显微镜下牛痘病毒呈长砖块形，长宽约 250nmx350nm，是属于尺寸相当大的病毒。牛痘病毒粒子成分複杂，单一的病毒颗粒包含约 80 种不同之病毒蛋白质。相较于表面只有 2 种鞘膜蛋白质的 HIV 及流感病毒牛痘病毒表面上的鞘膜蛋白质多至 20 馀种；有些鞘膜蛋白质参与病毒组装过程、有些帮助病毒的移动、另外至少有 16 种鞘膜蛋白质直接参与牛痘病毒感染细胞的过程，其数目之多也是其他病毒无法望其项背。由于痘病毒有鞘膜，进入细胞的过程中病毒必须先附着在细胞表面、接着去膜，病毒基因方可在细胞中大量複制。以牛痘为例，其病毒具有四个鞘膜蛋白质（H3, A26, A27, D8 ) 以帮助附着于细胞表面上的glycosaminoglycans（GAG） 及 laminin。附着后的病毒会诱导细胞内的蛋白质像是 Akt, Erk 及 PKC 讯息活化，使病毒聚集到具有较多脂筏 ( lipid rafts ) 的特定表面区，并且加强细胞 Rac 蛋白质之活化，以产生细胞肌动蛋白质之聚合（actin polymerization）作用，

将病毒以液饮 ( fluid phase endocytosis ) 之方式吞入细胞内，此时的牛痘病毒被囊泡所包裹着，接下来，囊泡内的环境酸性逐渐增强，活化病毒膜融合功用，驱使病毒鞘膜与囊泡膜融合，达到去膜的目的，使病毒基因体进入细胞质中