轮状病毒为呼肠孤病毒科(Reoviridae)轮状病毒属(Rotavirus)成员，为无囊膜的双股RNA病毒。成熟完整的病毒粒子略呈圆形，具双层衣壳，直径75nm，20面体对称。
病毒粒子中央为一个电子致密的六角形核心，直径37～40nm。核心周围有一电子透明层，壳粒自此向外呈辐射状排列，形似车轮，构成内衣壳；外周由一层光滑薄层的蛋白结构形成外衣壳，厚约20nm。轮状病毒因其车轮状外观而得名。
负染标本的电子显微镜观察可见到3种形态的病毒粒子：具内外双层衣壳的光滑性(S型)病毒粒子，是完整病毒粒子的典型形态，有感染性；只有内层衣壳的粗糙型(R型)病毒粒子，直径为65nm，无感染性；只有核心的病毒粒子，直径约为52nm，含有病毒的染色体组和RNA依赖性RNA聚合酶等；此外，病毒还可形成空衣壳结构。
双壳病毒粒子、单壳病毒粒子和核心等3种形式的病毒粒子在氯化铯中的浮密度分别为1、36m3，1、38g/m3和1、44g/m3。
基因组为含11个节段的双链RNA，约有18522个碱基对。聚丙烯酰胺凝胶电泳时，基因组11个 RNA节段群集在4个区域，产生特征性的电泳移行图，称之为电泳型，被用于轮状病毒的分群。电泳型和血清群之间存在着相互关系，但血清学比核酸鉴定的可靠性更强。基因组的每一节段编码一种蛋白，共包括6种结构蛋白与5种非结构蛋白。
轮状病毒对理化因素抵抗力强，在pH 3～9中稳定。在粪样中可耐受60℃30min，而18～20℃时至少可耐受7～9个月。在干燥的粪便、灰尘、产区污水和断奶舍都可检出轮状病毒，病毒在已清空的猪舍内可存活3个月。细胞培养适应病毒对热的时受力有较大差异。
病毒可耐受乙醚、氯仿、去氧胆酸钠等有机溶剂的处理，可抵抗常用消毒剂，但可被2%戊二醛酸、70%酒精、3.7%福尔马林、10%碘酊、67%氯胺T和0.5%的二氯苯氧氯酚灭活。氯化钙可增强病毒的稳定性，但氯化镁不能。钙离子螯合物，如5mmol/L乙二胺四乙酸(EDTA)可除去病毒外衣壳，使病毒丧失感染力。 imuyi.com
轮状病毒粒子表面有3种抗原，群抗原、中和抗原与血凝素抗原。根据群抗原及病毒RNA末端指纹图的差异可将轮状病毒分为A、B、C、D、E、F、G 7个群。A群为典型轮状病毒，同胃肠炎关系最密切。猪轮状病毒很难在细胞培养物上生长。A群的某些毒株、B群与E群迄今尚未能适应细胞。
A群猪轮状病毒的许多毒株经胰蛋白酶(10µg/mL)预处理30min后可适应猪原代肾细胞与旋转培养的非洲猴肾细胞系MA-104。另外，也可在病毒吸附后用含胰蛋白酶(0.5～1、0µg/mL)的无血清维持液增殖病毒。适应细胞培养的轮状病毒株能产生细胞病变，并可形成空斑。细胞病变表现为细胞固缩，随后从细胞单层脱落。
