絕大多數病毒是能通過細菌濾器的微小顆粒，因此必須借助於電子顯微鏡才能觀察其具體形態和大小。測定病毒大小的單位是納米 (nm，10-9m)，多數病毒粒子的直徑100nm 以下。
動物病毒多為球、卵或磚形。最大的是痘病毒 (poxvirus)，尺寸為(200~350)nm×(200~250)nm，大小近似於最小的原核微生物——支原體。用姬母薩、熒光染料或鍍銀等染色方法處理後，可以在光學顯微鏡下觀察。最小的是口蹄疫病毒 (Foot-and-mouth disease virus)，直徑僅10~22nm。相當於最大的蛋白質分子（血紅素蛋白質）。
植物病毒多為杆、絲狀，也有球狀。較短的杆狀病毒如苜蓿花葉病毒（Alfalfa mosaic virus），長約58nm，較長的杆狀病毒如甜菜黃葉病毒（beet yellow mosaic virus），長約1250nm。煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus）長300nm，直徑15nm。
細菌病毒或稱噬菌體（phage），大多為蝌蚪狀，也有微球形或絲狀。從形態和核酸結構上可將噬菌體分為6個群，它們的形態都為蝌蚪狀
