麻疹病毒屬副黏液病毒科(paramyxoviridae)，麻疹病毒屬(morbillivirus)，與其他副黏液病毒不同之處為無特殊的神經氨酸酶活力，麻疹病毒為單股負鏈核糖核酸(RNA)病毒，對較大，鏡下一般呈球形，徑150～300nm，形態多變，有時可呈絲狀，病毒中心由核糖核酸和對稱的螺旋形衣殼組成，外蓋脂蛋白包膜，上有短小突起帶血凝素，可凝集猴紅細胞，對最早分離的麻疹病毒Edm株進行基因測序，已知其基因組不分節，長度約 15893bp，共有六個結構基因，編碼六個結構蛋白，從3端開始依次為：核蛋白(N)分子量60×103，磷酸蛋白(P)分子量72×103，膜蛋白(M)分子量37×103，血溶素(F)分子量60×103，血凝素蛋白(H)分子量78×103～80×103以及依賴於RNA的RNA聚合酶-大蛋白(L)分子量210×103，其中N，P，L蛋白與病毒RNA結合，而另外三種M，H，F蛋白則與病毒包膜結合，N蛋白為麻疹病毒的主要蛋白，以磷酸化形式存在，在基因包裝，複製和表達方面發揮主要作用，還參加RNA的結合，核膜結構的形成等，P基因可編碼三種長度不同的蛋白，即P，C，V蛋白，P蛋白為磷酸化的聚合酶結合蛋白，與N 及mRNA結合成複合物，參與RNA的包膜和調控N蛋白的細胞定位，V蛋白和C蛋白可能具有調控複製與轉錄的功能，L基因編碼的蛋白與一般依賴RNA的 RNA聚合酶相同，P與L蛋白和核衣殼共同形成核蛋白複合物，M基因編碼的膜蛋白處於病毒包膜與核殼體之間，為一種非糖基化蛋白，形成病毒包膜的內層，維持病毒顆粒的完整，作用於病毒的繁殖，與病毒裝配和芽生有關，F基因編碼融合蛋白，為一種糖基化蛋白，在包膜表層，其前體F0無生物活性，裂解為F1和 F2蛋白時才具活性，F蛋白與病毒的血溶活性和細胞膜融合活性有關，當病毒擴散時，使細胞與細胞融合，H基因編碼血凝蛋白，為一種糖基化表面蛋白，有血凝作用，為血凝素，在病毒黏附於宿主細胞時起作用，現已知H蛋白含細胞受體結合位點，可與存在於宿主細胞表面的麻疹病毒受體(CD46)結合，啟動病毒在宿主體內的感染過程，麻疹感染時，人體可產生對這三種包膜複合蛋白的抗體，F蛋白和H蛋白是麻疹病毒接觸人體免疫系統，引起機體產生抗體應答的主要病毒抗原，有認為缺乏對F蛋白的抗體可在臨床上引起異型麻疹，而缺乏對M蛋白的抗體則與麻疹亞急性硬化性全腦炎(SSPE)的發病相關。
麻疹病毒可適應人，猴，狗的組織細胞培養，也易在雞胚細胞中培養傳代，從患者標本中分離病毒，一般應用原代人胚腎或猴腎細胞最易成功，細胞培養中可出現兩種病變：一為發生細胞融合，形成巨大融合細胞，可含10～130餘個核，並有核內包涵體;另一種病變為細胞變成梭形或放線狀，人類是麻疹病毒唯一的自然宿主，猴也可發生感染，症狀較輕，麻疹病毒野毒株不能感染實驗室中小動物，但疫苗株麻疹病毒已可經腦內注射感染新生乳鼠。
麻疹病毒在體外較不穩定，易失活，對熱，乾燥，紫外線及脂肪溶劑如乙醚，氯仿等極為敏感，故煮沸，日照及一般消毒劑均易滅活，在56℃ 30min即可滅活，在pH7時病毒生存好，而pH<5或>10均不能存活，隨患者飛沫排出體外的麻疹病毒在一般室溫下其活力至少可維持 34h，若病毒懸存於含有蛋白質的物質如黏液中，則其存活時間可延長，因蛋白質可保護病毒不受熱和光的影響，受蛋白質保護的麻疹病毒可在-70℃下保存活力5年以上。
