Существует множество инфекционных заболеваний человека, животных и растений, возбудители которых невидимы в микроскопе. Еще Л. Пастер предположил, что причиной таких заболеваний являются особые микроорганизмы, размеры которых много меньше размеров бактерий. На существование таких мельчайших микроорганизмов указывал и Н. Ф. Гамалея. Вопрос о существовании невидимых в микроскоп возбудителей болезней был окончательно разрешен в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским.

Вирусы свободно проходят через бактериальные фильтры, поры которых чрезвычайно мелки и не пропускают обычных бактерий. Эти микроорганизмы поэтому названы фильтрующимися вирусами.

Размер некоторых вирусов всего в несколько раз превышает размер крупных белковых молекул. Исчисляется он в нанометрах. Например, частицы вируса ящура имеют размеры 8-12 нм. Это наиболее мелкие вирусы. К вирусам средних размеров относятся вирусы гриппа (80-120 нм), бешенства (100-150 нм). Одним из наиболее крупных является вирус натуральной оспы, частицы которого имеют размер 120-200 нм. Вирусы различимы лишь с помощью электронных микроскопов, дающих увеличение в десятки тысяч раз. Они не имеют клеточной структуры — нет цитоплазмы, ядра, ферментативной и энергетической систем. Вирусные частицы разных возбудителей имеют определенную форму — шарообразную, палочковидную, прямоугольную, нитевидную и др. В некоторых условиях вирусы способны кристаллизоваться.

Вирусы состоят в основном из белка и нуклеиновой кислоты: ДНК — в вирусах животных и человека и РНК — в вирусах растений: Из белка построена одно-двухслойная оболочка, в которой заключена ДНК или РНК.

Важнейшим отличием вирусов от бактерий является их неспособность размножаться вне организма. Поэтому вирусы не растут на обычных питательных средах, на которых хорошо развиваются бактерии и грибы. Вирусы являются внутриклеточными паразитами и размножаются только в живых клетках.

Вирусы, вызывая заболевания человека, растений (табачная мозаика, карликовость томатов, парша картофеля и др.) и животных, наносят громадный ущерб народному хозяйству. Устойчивость вирусов к некоторым внешним воздействиям, например высокой температуре, не очень высока. Практически все они гибнут при непродолжительном кипячении. Высушивание при низких температурах они переносят легко, однако быстро инактивируются под действием ультрафиолетовых лучей, особенно с длиной волны 260 нм, ионизирующей радиации.

Бактериофаги (пожиратели бактерий) являются другой разновидностью ультрамикробов. Это специфические паразиты обычных бактерий. Проникая в клетки, бактериофаги вызывают их лизис — растворение. Явление бактериофагии впервые наблюдал Н. Ф. Гамалея в опытах с культурой сибиреязвенных палочек. В настоящее время известно множество бактериофагов, каждый из которых способен лизировать лишь определенные виды бактерий. Это свойство позволяет использовать фаги при идентификации (распознавании) выделенных при анализах культур.

Бактериофаг действует на живые, растущие, активно размножающиеся бактерии. Мертвые бактериальные клетки бактериофаг не растворяет. В некоторых случаях бактерии, оставшиеся живыми в присутствии бактериофага, приобретают устойчивость к нему — фагорезистентность.

Явление бактериофагии нередко наблюдается на пищевых производствах, связанных с использованием микроорганизмов. Фаги растворяют микробов, участвующих в технологических процессах (брожении, сквашивании), нанося этим ущерб производству.

С другой стороны, бактериофаги находят применение в качестве профилактических лечебных средств в борьбе с некоторыми инфекционными заболеваниями — дизентерией, брюшным тифом, холерой, дифтерией и др. В настоящее время известны фаги, паразитирующие не только на бактериях, но и на актиномицетах (актинофаги), плесневых грибах (микофаги) и других группах микроорганизмов.

Ряд признаков — прохождение через бактериальные фильтры и способность развиваться только в живых средах — позволяет считать бактериофагов разновидностью вирусов, паразитирующих на бактериях.

В основу классификации вирусов положены особенности строения, тип и процентное содержание нуклеиновой кислоты, число нитей ДНК или РНК, относительная молекулярная масса.

Все вирусы делят на две группы: ДНК-содержащие; РНК-содержащие. Первая группа содержит пять семейств, вторая — десять.