Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc nghiên cứu virus là thực tế rằng chúng gây ra nhiều bệnh truyền nhiễm quan trọng, trong đó có bệnh cảm lạnh, cúm, bệnh dại, sởi, nhiều dạng tiêu chảy, viêm gan, sốt Dengue, sốt vàng da, bại liệt, bệnh đậu mùa và HIV/AIDS.[5] Virus Herpes simplex được cho là một yếu tố có thể có trong bệnh Alzheimer.[6]

Một số loại virus, được gọi là oncoviruses, là tác nhân gây nên một số loại ung thư. Ví dụ điển hình tốt nhất là mối liên quan giữa bệnh nhiễm virus papilloma ở người và ung thư cổ tử cung: hầu hết các trường hợp ung thư cổ tử cung là do một số chủng virus lây truyền qua đường tình dục. Một ví dụ khác là sự kết hợp của nhiễm trùng với viêm gan B và viêm gan C và ung thư gan.

Một số hạt nhỏ cũng gây ra bệnh tật: bệnh não xốp hoá bao gồm bệnh Kuru, Cbệnh Creutzfeldt-Jakob và bệnh bò điên do prion gây ra,[7] viêm gan D là do virus satellite.

Khi hệ miễn dịch của động vật có xương sống gặp một virus, nó có thể tạo ra các kháng thể đặc hiệu gắn kết với virus và làm trung hòa khả năng lây nhiễm của nó hoặc đánh dấu nó để tiêu hủy. Sự hiện diện kháng thể trong huyết thanh thường được sử dụng để xác định xem một người đã từng bị phơi nhiễm với một loại virus nào trong quá khứ hay không, với các xét nghiệm như ELISA. Tiêm chủng bảo vệ chống lại các bệnh do virus, một phần bằng cách tạo ra các kháng thể. Các kháng thể đơn dòng, đặc trưng cho virus, cũng được sử dụng để phát hiện, như trong kính hiển vi huỳnh quang.

Cách thứ hai của động vật có xương sống chống lại virus, miễn dịch qua trung gian tế bào, liên quan đến các tế bào bạch cầu được biết đến như tế bào T: các tế bào của cơ thể liên tục hiển thị những đoạn ngắn của các protein của chúng trên bề mặt của tế bào và nếu tế bào T nhận thấy một đoạn virus đáng nghi ở đó, tế bào bị phá hủy và các tế bào T đặc hiệu virus tăng lên. Cơ chế này được đẩy nhanh bởi một số chủng ngừa nhất định.

Can thiệp ARN là một cơ chế tế bào quan trọng được tìm thấy trong thực vật, động vật và nhiều sinh vật nhân thực khác, có thể tiến hóa như là một phòng chống virus. Một bộ máy phức tạp của các enzim tương tác phát hiện các phân tử RNA kép (xảy ra như là một phần của vòng đời của nhiều virus) và sau đó tiến hành tiêu diệt tất cả các phiên bản sợi đơn của những phân tử ARN phát hiện ra.

Mỗi bệnh do virus gây ra có một nghịch lý: giết chết chủ của nó rõ ràng là không có lợi cho virus, vì vậy làm thế nào và tại sao nó đã phát triển để làm như vậy? Ngày nay, người ta tin rằng hầu hết các virus đều tương đối ôn hòa trong cơ thể tự nhiên của chúng; một số virus nhiễm thậm chí có thể có lợi cho vật chủ.[8] Các bệnh dịch chết người này có nguyên nhân từ việc virus vô tình nhảy từ loài mà virus không phát tác sang một loài mới không quen với nó. Ví dụ, virus gây cúm nghiêm trọng ở người có thể có ở lợn hoặc chim như là vật chủ tự nhiên của chúng và HIV được cho là xuất phát từ virus SIV lành tính.

Virus Oncolytic là virus có thể gây phá hủy tế bào ung thư. Mặc dù những nỗ lực ban đầu để sử dụng các loại virus này trong điều trị ung thư không thành công, trong năm 2005 và 2006 đã có những báo cáo về những kết quả ban đầu đáng khích lệ.[9]