宿主細胞對病毒感染的反應有4種：無明顯反應、細胞死亡、細胞增生后死亡和細胞轉化。例如，副粘病毒SV5在細胞培養中產生大量病毒而不引起明顯反應。多數病毒感染敏感細胞時，由于抑制了細胞核酸和蛋白質合成而引起細胞死亡。痘病毒感染時，先刺激細胞多次分裂然后死亡，造成痘皰病灶。DNA病毒和RNA腫瘤病毒則引起細胞轉化。

　　有些動物病毒于感染宿主細胞后，在胞核或細胞質內形成具有特殊染色特性的內含物，稱為包涵體，如痘病毒的細胞質內包涵體和皰疹病毒的胞核內包涵體。這些包涵體有的是由未成熟或成熟的病毒粒構成，有的是宿主細胞的反應產物，有的是兩者的混合物。有些昆蟲病毒的病毒粒包埋在蛋白基質中，形成包涵體如核型多角體病毒。

　　脊椎動物細胞感染病毒后的另一種反應是產生干擾素。干擾素是一種動物細胞編碼的蛋白，其基因平常處于不活動狀態，于病毒感染或經雙鏈RNA誘導后活化。干擾素有廣譜的抗病毒作用，但并不直接作用于病毒，其作用機制是通過與細胞膜結合，激活具有抗病毒作用的3種酶，阻斷了病毒mRNA的翻譯。干擾素在防止病毒擴散和疾病恢復中有一定作用，并有可能成為一種抗病毒藥物。