人类发现越来越多的病毒，对病毒本质认识的也日益深入，目前对病毒的研究，主要分为两个阶段：病毒病害的病原研究阶段与病毒化学和结构研究阶段。
1.病毒病害引起生物学家的注意
就在病毒发现的那一年（1898年），德国两位细菌学家勒夫勒和弗施，发现了口蹄疫病毒；1911年劳斯证实了引起鸡的恶性肿瘤的劳斯肉瘤病毒的存在；19151917年，托特和德爱莱尔，分别发现了噬菌体。通过过滤性试验，人们相继发现了近百种病毒病害，包括流感、骨髓灰质炎、脑炎、狂犬病、兔的黏液瘤、马铃薯花叶病、卷叶病和条斑病、黄瓜花叶病、小麦花叶病等。而且，人们从解决病害观点出发，在机体水平上，研究了病毒感染的症状、传播途径、传播介质以及病毒的繁殖特征。1899年，古巴流行黄热病，细菌学家里德证明，这种病的罪犯确实是伊蚊。接着，日本人高见证明，一种叶蝉会传播水稻矮花病，蚜虫会传播马铃薯退化病。300多年前（1619年），人们就知道的郁金香碎色病，直到1929年才证明是通过蚜虫传播的。这时期，科学家还发现了一些非常有趣的病毒生物学现象，如一种病毒通过变异，产生致病力强弱不等的毒株。而且同一种病毒的不同毒株彼此间有拮抗，被称为干扰现象。生物学家通过实验发现，把病植株的汁液，经过处理，注射进动物体内后，动物的血清和病植株的汁液，会产生一种特异的反应。这一发现，给当时人们防治病毒病的启发很大。
那时候，病毒的本质是什么，人类对它的认识还不够深入，认为病毒是一种与细菌类似的病原体，所不同的仅在于，病毒必须在生活的细胞内，才能繁殖，再就是病毒体积十分微小，以致在显微镜下，也不能见到，能够通过细菌滤器。所以，那时候人们把病毒称之为“超显微的滤过性病毒”。
2.病毒的化学和结构研究
1935年，美国生化学家斯坦利意外地发现，烟草花叶病毒的侵染性能竟然可以被胃蛋白酶破坏。在这一现象的启示下，他几乎磨了上吨重的感染花叶病的烟叶，用提酶（一种很复杂的提取特定蛋白质的工艺）的方法，把病毒提纯出来。他得到了一小匙在显微镜下看来是针状结晶的东西，把结晶物放在少量水中，水就出现乳光了，用手指沾一点这样的溶液，在健康烟叶上，摩擦几下，一星期以后，这棵烟草也得了同样类型的花叶病。可见提纯的东西，也含有侵染性的烟草花叶病毒。现在，在美国加州大学原来的斯坦利实验室里，仍然保留着一个标注着“Tob。Mos。”字样的瓶子，其中就盛着当年第一次提纯的烟草花叶病毒（简称TMV），证明这种结晶物质是蛋白质，初步的渗透压和扩散测定表明，这种蛋白质的分子量，高达几百万。其结晶制品的侵染性，依赖于蛋白质的完整性，侵染性，被认为是病毒蛋白质的一种性质。1953年，Stanley 的研究论文，发表在Science杂志上。在论文中，他写道：“烟草花叶病毒，是一种具有自我催化能力的蛋白质，它的增殖，需要活体细胞的存在”。在获得TMV结晶之后的将近20年时间里，许多其他病毒，也相继被结晶出来。1955年，Scaffer和Schwerdt，成功地结晶了脊髓灰质炎病毒，这是第一个被结晶出来的动物病毒。然而，在他的结晶工作中，斯坦利并未注意到病毒的含磷组分。1936年，Bawden和Pirie等生化学家，把TMV纯化后，发现了里面有含磷和糖类的组分，它们以核糖核酸的形式存在。通过热变化，这种核酸还可以从病毒粒子中释放出来，不久斯坦利也证实了这一发现。斯坦利和他的同事经过实验证实，其他几种植物病毒的核酸，也能从它的核蛋白中提取出来。