病毒的變異，包括許多方麵，就表型的改變而言，有毒力變異和抗原變異、蝕斑或病斑的變異以及對某些理化學因子的抵抗力或依賴性的變異等。這些變異，不是孤立地獨自發生的，而是互相聯係和互相影響的，例如毒力不同的毒株，在培養細胞中形成的蝕斑形態也常不同，抗原組成也有所差異。
1.毒力變異 “毒力”表示毒株或毒型間病原性的差異，具體表現為所能感染的動物、組織和細胞範圍及其引起的症狀、死亡率和病變的程度不同。由自然界，例如由感染動物、媒介昆蟲或汙染物等分離的病毒株，毒力常常不同。某些自然分離株的毒力很弱，經過選育，常可用作疫苗毒株。在新城疫、雞傳染性喉氣管炎和脊髓灰質炎等疾病方麵，都曾應用或試用這類自然弱毒株作疫苗接種。在自然弱毒株中，還應包括那些由異種動物引用過來的毒株，例如將牛痘病毒接種於人以預防天花，用火雞皰疹病毒預防雞的馬立克氏病等。
2.抗原變異 通常所謂的病毒“型”，實質上是病毒抗原性差別的表現。因為它們主要是用補體結合反應、沉澱反應、紅細胞凝集抑製反應以及中和試驗等血清學方法鑒別出來的。那些具有許多“型”的病毒，大都也是易於變異的病毒，流感病毒和口蹄疫病毒是其中最顯著的例子。某些病毒，例如豬瘟病毒和牛瘟病毒，至今還未發現有明顯的抗原性差異。但是，必須指出，這可能是現用的鑒別方法不夠靈敏的緣故。因在以往認為沒有抗原差異的乙型腦炎病毒、東方馬腦炎病毒和委內瑞拉馬腦炎病毒以及狂犬病病毒，應用細致的血清學方法，特別是單克隆抗體技術，都可區別出不同株之間的抗原差異，甚至可以據此分為不同的型別。 流感病毒的變異，具體表現為表麵抗原(血凝素和神經胺酸酶)的變異。人類甲型流感病毒在過去幾十年內曾發生了三次大變異，即抗原轉變(antigenic shift)，形成不同的亞型。而在各次大變異之間，又隨時間或地點的不同而出現各種各樣的小變異，即抗原漂移(antigenic drift)。所謂的小變異和大變異，實質上就是由量變到質變的過程。口蹄疫病毒有7個主型，60多個亞型，抗原性很不穩定，而且應該認為還在不斷的演變過程中。在世界範圍內，犬細小病毒2(CPAV 2)是1978年以前的流行株，但在之後的幾年中不斷發現一種新的變異株CPAV 2a，至1984年 CPAV 2a已成為流行株，隨後，新的變異株CPAV 2b又漸漸取代CPAV 2a，至1986年，CPAV 2b又成為新的流行株。 值得注意的是，無論在流感病毒和口蹄疫病毒，或者是在其它病毒，各個型之間往往不能相互免疫，或者缺乏足夠的交叉保護力。實踐中經常可以看到的一種現象是：動物耐過某一型病毒感染或者以該型病毒人工接種免疫以後，雖然可對同型病毒呈現堅強的免疫力，但對同種病毒的另一型卻不表現抵抗，或者僅有輕度的保護力。
3.培養性狀的變異 病毒的所謂“培養性狀”，主要是指其在培養細胞上形成的蝕斑的形態和性質，實際上是病毒所引起的細胞病變的特征。各種病毒在組織培養細胞上產生的蝕斑性狀，隨細胞的種類而不同。而培養條件，例如培養液和瓊脂的成分和濃度、pH、二氧化碳張力以及培養的溫度和時間，甚至培養容器的種類等，也對蝕斑的產生和性狀呈現明顯影響。
(1)蝕斑的大小：決定於病毒的彌散和吸附率以及病毒複製、成熟、釋放的速度和在細胞內外的死亡率等，但亦常隨培養條件和培養時間而不同。郭輝玉等應用小量瓊脂覆蓋維持雞胚細胞，作新城疫病毒的蝕斑試驗。結果發現，在病毒感染後28～30小時，蝕斑直徑小於1mm，36小時1～2mm，48小時達2～4mm。但是必須指出，並不是所有病毒蝕斑都呈現這樣的“直徑與時間”的正比關係。蝕斑大小似乎與病毒的毒力呈現一定的平行關係。一般來說，同一種病毒的小型蝕斑株的毒力低於其大型蝕斑。這在口蹄疫病毒、水皰性口炎病毒、馬腦炎病毒、乙型腦炎病毒、新城疫病毒和多型瘤病毒等可能是個普遍規律——小型蝕斑株對原宿主動物、實驗動物和雞胚的毒力較低。但是必須指出，某些病毒在組織培養細胞上連續傳代後，由於細胞的適應，蝕斑也有逐漸增大的趨勢。因此，蝕斑大小與病毒毒力之間的所謂平行關係，隻是相對而言：同一種病毒在相同的培養代數和培養條件下產生的蝕斑，大型蝕斑的毒力一般高於小型蝕斑。 Cooper發現，蝕斑大小的變異與病毒對乙醚的敏感性之間存在著一定聯係。對乙醚不敏感的病毒比對乙醚敏感的病毒更易發生此類變異。
(2)蝕斑的色澤：蝕斑是透明的，還是混濁的?是有色的，還是無色的?這些變化主要決定於蝕斑及其周緣的細胞的死亡與溶崩情況。有些病毒感染細胞後最終導致細胞崩解，病毒釋放，這時產生的蝕斑是無色透明的；有些病毒感染細胞後不導致細胞崩解，通過芽生釋放出來，再感染周圍細胞，其蝕斑呈白色。如在蝕斑中存留較多的活細胞，則可能因著染中性紅而使蝕斑呈紅色。這樣的紅色蝕斑已經見於腺病毒、新城疫病毒和一個SV病毒變異株。
(3)蝕斑的形狀：蝕斑是圓的還是不規則的?蝕斑邊緣是清晰的，還是彌散的?這與病毒的彌散率及其導致的細胞病變率有關。 同一種病毒於相同條件下通常產生性狀一致的蝕斑。因此，蝕斑性狀的改變，常被視作病毒變異的一個重要指標，而蝕斑選種也就成為挑選病毒變異株的一個重要方法。如在性狀相同的大多數蝕斑中，出現少數幾個與眾不同的蝕斑，即可認為是變異株。當然，其中某些可能隻是暫時的、非遺傳的蝕斑變異，將其於組織培養細胞中傳代時，常可恢複其原來的典型蝕斑性狀。
4.對溫度的感受性變異 應用適當的加熱處理或低溫培育的方法，常可由原毒株中分離獲得耐熱株，例如，Goldman應用加熱方法從不耐熱的新城疫病毒中分離到耐熱株；Younger應用50℃加溫與細胞培養方法，獲得耐熱性脊髓灰質炎病毒毒株。將已接種病毒的雞胚或培養細胞置於較低溫度下培養，如30～33℃，甚至25℃，則常可以獲得能在此較低溫度下正常增殖的低溫適應毒株。 在這方麵比較引人注意的是所謂的溫度敏感性突變株，即ts-變異株。ts-變異株可自然發生，而且幾乎可從所有的動物病毒中分離獲得。將原始毒株接種細胞後置允許溫度下培養，使其形成蝕斑，隨後選大量蝕斑毒株，分別接種細胞後再置允許溫度和非允許溫度中培養，挑選那些隻能在允許溫度中增殖而不能在非允許溫度中增殖的蝕斑株，可能就是自然ts-變異株。Wong等(1973)由白血病病毒中分離獲得自然ts-變異株。朱既明等(1981年)成功地由流感病毒中挑選出ts-變異株；而且用雞胚細胞(CEC)和MadinDarby犬腎細胞(MDCK)檢測甲型流感病毒不同時期流行株的ts性狀，發現自然界的許多ts變異株呈現宿主依賴性，即所謂的宿主依賴性溫度敏感性突變株(hdts)。 ts-變異株看來最有希望用於病毒性上呼吸道感染的免疫預防，因其可在鼻甲等溫度較低的部位增殖，雖不引起嚴重病變，但卻可以激發機體免疫性。 ts-變異株的另一個重要價值，在於可以用它進行病毒基因位置和功能的研究。如果基因缺損發生在早期，例如病毒核酸合成缺損，則這類ts-變異株能在前期允許溫度和後期非允許溫度的培養條件下增殖，而不能在前期非允許溫度和後期允許溫度的培養條件下增殖。反之，如果基因缺損發生在晚期，例如病毒結構蛋白的合成或成熟缺損，則這類ts-變異株將在前期非允許溫度和後期允許溫度的培養條件下增殖，而不能在前期允許溫度和後期非允許溫度的培養條件下增殖。
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