痘病毒感染可累及多种动物，包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、鱼类和昆虫。部分痘病毒具有人兽共患性。在脊椎动物中，痘病毒通常引起皮肤和黏膜病变，典型病程表现为从斑疹演变为丘疹、水疱和脓疱，最后结痂并愈合；然而，呼吸道和全身性疾病也较为常见。
组织病理学病变包括病毒诱导的增生、肥大和水疱化，以及胞浆内包涵体，后者即为感染细胞内病毒复制和积累的位点。
痘病毒通常经吸入或皮肤途径感染，或同时经这两种途径感染（例如绵羊痘）。在某些情况下（例如禽痘、猪痘、黏液瘤病），病毒通过节肢动物叮咬而机械性传播。
感染后可表现为全身性病变（例如绵羊痘、牛痘）或为局限性病变（例如伪牛痘）。
毒力较低的痘病毒可用于动物的免疫接种，以预防某些感染。经典的范例是通过接种活痘苗病毒在全球范围内根除人类天花。
痘病毒具有大型双链 DNA 基因组，其中包括参与（胞浆内）复制的核心基因，以及负责宿主范围和发病机制的其他多种基因。这些非核心基因通常编码免疫调节蛋白，以保护受感染细胞免受宿主免疫应答的影响；同时也编码生长因子，这些因子在增强病毒复制的同时，还会导致宿主出现特征性的增生性和肥大性病变。
痘病毒根据其基因组序列被划分为不同的属；在每个病毒属内，基因组以及由此产生的抗原都高度相似。因此，天花病毒、牛痘病毒和猴痘病毒均属于正痘病毒属，该属还包括痘苗病毒（该属的模式种）。
由于所有正痘病毒都具有遗传相似性，针对其中一种病毒的疫苗可用于针对该属其他成员的交叉保护。例如，天花和猴痘疫苗基于痘苗病毒开发，而牛痘病毒是最初天花疫苗的基础。已证实天花疫苗具有预防猴痘感染的效力。
引起传染性脓疱皮炎（羊口疮）、伪牛痘和牛丘疹性口炎的病毒构成了另一个属，即副痘病毒属；禽痘病毒属于禽痘病毒属；而引起绵羊痘、山羊痘和牛结节性皮肤病的病毒则属于羊痘病毒属。
某些痘病毒的宿主范围比较广泛，其名称反映的是历史关联，而非其储存宿主。例如，猴痘病毒和牛痘病毒的储存宿主实际上是啮齿动物。
痘病毒在阴凉、干燥的条件下可以存活很长时间（长达数年）。
通常可以通过细胞培养分离正痘病毒，但在实验室环境中可能较难培养其他痘病毒。通过负染色电子显微镜检查临床样本可用于观察病毒颗粒；然而，属特异性 PCR 检测正日益成为主要的诊断方法，并辅以进一步的 PCR 检测或基因组测序，用于病毒在种水平上的鉴定及流行病学研究。
