輪狀病毒屬於呼腸病毒科,為雙鏈RNA病毒,直徑約為70nm,呈球形。電子顯微鏡下輪狀病毒有獨特的形態,如車輪狀,故名。其兩層外殼包裹著中心的蛋白核心,外層殼體呈輪緣狀,環繞核心基因編碼蛋白。Vp1~Vp7及五個非結構蛋白(NSPI~4)。單層外殼的顆粒是不完整病毒,沒有傳染性。
根據衣殼蛋白組特異性抗原Vp6不同,可分為七個血清型(A~G)。兒童感染多為A型所致。而B和C型則主要感染成年人。其他為動物感染的病原體。非A組輪狀病毒亦稱為不典型輪狀病毒或副輪狀病毒,感染可見於人、豬、牛、羊、雞等。
輪狀病毒對外界有較強的抵抗力,在室溫中可存活7個月,在糞便中可存活數日或數星期。耐酸、耐鹼。55℃,加熱30min或甲醛可使其滅活。