病毒概论
天花是由隶属痘病毒科的天花病毒引起。在自然情况下，其只能感染人类。
关于这种病毒的起源，至今尚未有一个结论。专家利用不同的化石证据，以分子时钟法推算出不同的结果。其有可能是在68,000至16,000年前，由囓齿动物病毒演化而来；也可能是在三至四千年前，从沙鼠痘病毒中分离而来（此正好与首名天花患者的生活时期吻合）。不过，后者的前设是这类病毒的突变率与疱疹病毒科的成员相若；若去掉这个假设，天花病毒最早的分离时间会推前至五万年前。由于现存的考古学证据仍为支离破碎，故没有人能给予一个清晰的答案。
天花病毒是一种大型、呈砖状、具单线双螺旋去氧核糖核酸基因组的病毒。它们的大小介乎于302-350乘以244-270纳米之间。其基因组则具备186,000个碱基对，两端皆有茎环。病毒包膜是由已改良、含病毒性多肽（如：血球凝集素）的高尔基膜所组成。天花病毒共有两类：主天花病毒（Variola major）及次天花病毒（Variola minor）。这两类病毒均能在宿主身上引发同时可以对抗另一者的免疫反应。
不同的痘病毒具有不同的生命周期及致病机理。与其他的去氧核糖核酸病毒不同，它们是在宿主的细胞质而非细胞核内进行自我复制及制造独特的核糖核酸聚合酶。
传播途径
天花是一种具高度传染性的疾病，其主要透过空气传播。患者的口、鼻、咽之分泌物均载有病毒，而长时期的面对面近距离接触（1.8米范围之内）是人传人的主因。直接触碰病人的体液或近期受污染的医疗用品也具有一定的风险。不过，甚少有人因吸入了封闭空间（如：车厢、房间）里载有病毒的空气而染病，因为病毒无法长时间于空气中存活。病毒能穿透胎盘，但只有极少数的人罹患先天性天花。出现皮肤病变不逾一周的病人最具传染性；随著病情发展，病毒的数量会逐步减少。话虽如此，直到最后一颗疱疹退落前，天花患者还是有可能散播病毒。天花并非人畜共患病，目前亦没有发现天花的自然带原者。在温带地区，天花传播的高峰期在春、冬两季；热带地区则没有明显的传播季节。
