毒科的成员相若；若去掉这个假设，天花病毒最早的分离时间会推前至五万年前。由于现存的考古学证据仍为支离破碎，故没有人能给予一个清晰的答案。天花病毒是一种大型、呈砖状、具单线双螺旋去氧核糖核酸基因组的病毒。它们的大小介乎于302-350乘以244-270纳米之间。其基因组则具备186,000个硷基对，两端皆有茎环。病毒包膜是由已改良、含病毒性多肽（如：血球凝集素）的高尔基膜所组成。天花病毒共有两类：主天花病毒（）及次天花病毒（）。这两类病毒均能在宿主身上引发同时可以对抗另一者的免疫反应。不同的痘病毒具有