脊髓灰质炎病毒(poliomyelitis virus)为小核糖核酸病毒科的肠道病毒属，电子显微镜下观察病毒呈小的圆球形，直径为24～30nm，呈圆形颗粒状，内含单股核糖核酸，核酸含量为20%～30%，病毒核壳由32个壳粒组成，每个微粒含四种结构蛋白，即VP1～VP4，VP1与人细胞膜受体有特殊亲和力，与病毒的致病性和毒性有关。
抵抗力：
脊髓灰质炎病毒对一切已知抗生素和化学治疗药物不敏感，能耐受一般浓度的化学消毒剂，如70%乙醇及5%煤酚皂液，0.3%甲醛，0.1mmol/L盐酸及(0.3～0.5)×10-6余氯可迅速使之灭活，但在有机物存在时可受保护，加热至56℃ 30min可使之完全灭活，但在冰冻环境下可保存数年，在4℃冰箱中可保存数周，在室温中可生存数日，对紫外线，干燥，热均敏感，在水，粪便和牛奶中可生存数月，氯化镁可增强该病毒对温度的抵抗力，故广泛用于保存减毒活疫苗。
抗原性质：
利用血清中和试验可分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个血清型，每一个血清型病毒都有两种型特异性抗原，一种为D(dense)抗原，存在于成熟病毒体中，含有D抗原的病毒具有充分的传染性及抗原性;另一种为C(coreless)抗原，存在于病毒前壳体内，含C抗原的病毒为缺乏RNA的空壳颗粒，无传染性，病毒在中和抗体的作用下，D抗原性可转变为C抗原性，失去再感染细胞的能力，加热灭活的病毒即失去VP4和核糖核酸，而成为含有C抗原的病毒颗粒，应用沉淀反应与补体结合试验可检出天然D抗原及加热后的C抗原。
机体因素：
人类是脊髓灰质炎病毒的天然宿主和储存宿主，猴及猩猩均为易感动物，病毒与细胞表面特异受体相结合并被摄入细胞内，在胞质内复制，同时释出抑制物抑制宿主细胞RNA和蛋白质的合成。
天然的脊髓灰质炎病毒称为野毒株，在实验室内经过减毒处理的病毒株称为疫苗株，疫苗株仅当直接注射到猴中枢神经系统时才能引起瘫痪，而对人神经细胞无毒性，疫苗株病毒，特别是Ⅲ型病毒，在人群中传播时可突变为具有毒性的中间株，对野毒株和疫苗株的最可靠鉴别方法是进行核酸序列分析。
原先存在于肠道内的其他肠道病毒(柯萨奇和埃可病毒等)，可对口服疫苗株病毒产生干扰现象，使之不能定居于肠黏膜上及进入血液循环，从而降低其刺激免疫系统产生抗体的能力。