病毒的变异，包括许多方面，就表型的改变而言，有毒力变异和抗原变异、蚀斑或病斑的变异以及对某些理化学因子的抵抗力或依赖性的变异等。这些变异，不是孤立地独自发生的，而是互相联系和互相影响的，例如毒力不同的毒株，在培养细胞中形成的蚀斑形态也常不同，抗原组成也有所差异。
1.毒力变异 “毒力”表示毒株或毒型间病原性的差异，具体表现为所能感染的动物、组织和细胞范围及其引起的症状、死亡率和病变的程度不同。由自然界，例如由感染动物、媒介昆虫或污染物等分离的病毒株，毒力常常不同。某些自然分离株的毒力很弱，经过选育，常可用作疫苗毒株。在新城疫、鸡传染性喉气管炎和脊髓灰质炎等疾病方面，都曾应用或试用这类自然弱毒株作疫苗接种。在自然弱毒株中，还应包括那些由异种动物引用过来的毒株，例如将牛痘病毒接种于人以预防天花，用火鸡疱疹病毒预防鸡的马立克氏病等。
2.抗原变异 通常所谓的病毒“型”，实质上是病毒抗原性差别的表现。因为它们主要是用补体结合反应、沉淀反应、红细胞凝集抑制反应以及中和试验等血清学方法鉴别出来的。那些具有许多“型”的病毒，大都也是易于变异的病毒，流感病毒和口蹄疫病毒是其中最显著的例子。某些病毒，例如猪瘟病毒和牛瘟病毒，至今还未发现有明显的抗原性差异。但是，必须指出，这可能是现用的鉴别方法不够灵敏的缘故。因在以往认为没有抗原差异的乙型脑炎病毒、东方马脑炎病毒和委内瑞拉马脑炎病毒以及狂犬病病毒，应用细致的血清学方法，特别是单克隆抗体技术，都可区别出不同株之间的抗原差异，甚至可以据此分为不同的型别。 流感病毒的变异，具体表现为表面抗原(血凝素和神经胺酸酶)的变异。人类甲型流感病毒在过去几十年内曾发生了三次大变异，即抗原转变(antigenic shift)，形成不同的亚型。而在各次大变异之间，又随时间或地点的不同而出现各种各样的小变异，即抗原漂移(antigenic drift)。所谓的小变异和大变异，实质上就是由量变到质变的过程。口蹄疫病毒有7个主型，60多个亚型，抗原性很不稳定，而且应该认为还在不断的演变过程中。在世界范围内，犬细小病毒2(CPAV 2)是1978年以前的流行株，但在之后的几年中不断发现一种新的变异株CPAV 2a，至1984年 CPAV 2a已成为流行株，随后，新的变异株CPAV 2b又渐渐取代CPAV 2a，至1986年，CPAV 2b又成为新的流行株。 值得注意的是，无论在流感病毒和口蹄疫病毒，或者是在其它病毒，各个型之间往往不能相互免疫，或者缺乏足够的交叉保护力。实践中经常可以看到的一种现象是：动物耐过某一型病毒感染或者以该型病毒人工接种免疫以后，虽然可对同型病毒呈现坚强的免疫力，但对同种病毒的另一型却不表现抵抗，或者仅有轻度的保护力。
3.培养性状的变异 病毒的所谓“培养性状”，主要是指其在培养细胞上形成的蚀斑的形态和性质，实际上是病毒所引起的细胞病变的特征。各种病毒在组织培养细胞上产生的蚀斑性状，随细胞的种类而不同。而培养条件，例如培养液和琼脂的成分和浓度、pH、二氧化碳张力以及培养的温度和时间，甚至培养容器的种类等，也对蚀斑的产生和性状呈现明显影响。
(1)蚀斑的大小：决定于病毒的弥散和吸附率以及病毒复制、成熟、释放的速度和在细胞内外的死亡率等，但亦常随培养条件和培养时间而不同。郭辉玉等应用小量琼脂覆盖维持鸡胚细胞，作新城疫病毒的蚀斑试验。结果发现，在病毒感染后28～30小时，蚀斑直径小于1mm，36小时1～2mm，48小时达2～4mm。但是必须指出，并不是所有病毒蚀斑都呈现这样的“直径与时间”的正比关系。蚀斑大小似乎与病毒的毒力呈现一定的平行关系。一般来说，同一种病毒的小型蚀斑株的毒力低于其大型蚀斑。这在口蹄疫病毒、水疱性口炎病毒、马脑炎病毒、乙型脑炎病毒、新城疫病毒和多型瘤病毒等可能是个普遍规律——小型蚀斑株对原宿主动物、实验动物和鸡胚的毒力较低。但是必须指出，某些病毒在组织培养细胞上连续传代后，由于细胞的适应，蚀斑也有逐渐增大的趋势。因此，蚀斑大小与病毒毒力之间的所谓平行关系，只是相对而言：同一种病毒在相同的培养代数和培养条件下产生的蚀斑，大型蚀斑的毒力一般高于小型蚀斑。 Cooper发现，蚀斑大小的变异与病毒对乙醚的敏感性之间存在着一定联系。对乙醚不敏感的病毒比对乙醚敏感的病毒更易发生此类变异。
(2)蚀斑的色泽：蚀斑是透明的，还是混浊的?是有色的，还是无色的?这些变化主要决定于蚀斑及其周缘的细胞的死亡与溶崩情况。有些病毒感染细胞后最终导致细胞崩解，病毒释放，这时产生的蚀斑是无色透明的；有些病毒感染细胞后不导致细胞崩解，通过芽生释放出来，再感染周围细胞，其蚀斑呈白色。如在蚀斑中存留较多的活细胞，则可能因着染中性红而使蚀斑呈红色。这样的红色蚀斑已经见于腺病毒、新城疫病毒和一个SV病毒变异株。
(3)蚀斑的形状：蚀斑是圆的还是不规则的?蚀斑边缘是清晰的，还是弥散的?这与病毒的弥散率及其导致的细胞病变率有关。 同一种病毒于相同条件下通常产生性状一致的蚀斑。因此，蚀斑性状的改变，常被视作病毒变异的一个重要指标，而蚀斑选种也就成为挑选病毒变异株的一个重要方法。如在性状相同的大多数蚀斑中，出现少数几个与众不同的蚀斑，即可认为是变异株。当然，其中某些可能只是暂时的、非遗传的蚀斑变异，将其于组织培养细胞中传代时，常可恢复其原来的典型蚀斑性状。
4.对温度的感受性变异 应用适当的加热处理或低温培育的方法，常可由原毒株中分离获得耐热株，例如，Goldman应用加热方法从不耐热的新城疫病毒中分离到耐热株；Younger应用50℃加温与细胞培养方法，获得耐热性脊髓灰质炎病毒毒株。将已接种病毒的鸡胚或培养细胞置于较低温度下培养，如30～33℃，甚至25℃，则常可以获得能在此较低温度下正常增殖的低温适应毒株。 在这方面比较引人注意的是所谓的温度敏感性突变株，即ts-变异株。ts-变异株可自然发生，而且几乎可从所有的动物病毒中分离获得。将原始毒株接种细胞后置允许温度下培养，使其形成蚀斑，随后选大量蚀斑毒株，分别接种细胞后再置允许温度和非允许温度中培养，挑选那些只能在允许温度中增殖而不能在非允许温度中增殖的蚀斑株，可能就是自然ts-变异株。Wong等(1973)由白血病病毒中分离获得自然ts-变异株。朱既明等(1981年)成功地由流感病毒中挑选出ts-变异株；而且用鸡胚细胞(CEC)和MadinDarby犬肾细胞(MDCK)检测甲型流感病毒不同时期流行株的ts性状，发现自然界的许多ts变异株呈现宿主依赖性，即所谓的宿主依赖性温度敏感性突变株(hdts)。 ts-变异株看来最有希望用于病毒性上呼吸道感染的免疫预防，因其可在鼻甲等温度较低的部位增殖，虽不引起严重病变，但却可以激发机体免疫性。 ts-变异株的另一个重要价值，在于可以用它进行病毒基因位置和功能的研究。如果基因缺损发生在早期，例如病毒核酸合成缺损，则这类ts-变异株能在前期允许温度和后期非允许温度的培养条件下增殖，而不能在前期非允许温度和后期允许温度的培养条件下增殖。反之，如果基因缺损发生在晚期，例如病毒结构蛋白的合成或成熟缺损，则这类ts-变异株将在前期非允许温度和后期允许温度的培养条件下增殖，而不能在前期允许温度和后期非允许温度的培养条件下增殖。
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