HIV基因組長約9.2～9.7kb，含gag、Pol、env、3個結構基因，及至少6個調控基因（TaT Rev、Nef、Vif、VPU、Vpr）并在基因組的5′端和3′端各含長末端序列。HIV LTR含順式調控序列，它們控制前病毒基因的表達。已證明在LTR有啟動子和增強子并含負調控區。
1．gag基因能編碼約500個氨基酸組成的聚合前體蛋白（P55），經蛋白酶水解形成P17，P24核蛋白，使RNA不受外界核酸酶破壞。
2．Pol基因編碼聚合酶前體蛋白（P34），經切割形成蛋白酶、整合酶、逆轉錄酶、核糖核酸酶H，均為病毒增殖所必需。
3．env基因編碼約863個氨基酸的前體蛋白并糖基化成gp160，gp120和gp41。gp120含有中和抗原決定簇，已證明HIV中和抗原表位，在gp120 V3環上，V3環區是囊膜蛋白的重要功能區，在病毒與細胞融合中起重要作用。gp120與跨膜蛋白gp41以非共價鍵相連。gp41與靶細胞融合，促使病毒進入細胞內。實驗表明gp41亦有較強抗原性，能誘導產生抗體反應。
4．TaT 基因編碼蛋白（P14）可與LTR結合，以增加病毒所有基因轉錄率，也能在轉錄后促進病毒mRNA的翻譯。
5．Rev基因產物是一種順式激活因子，能對env和gag中順式作用抑制序 (Cis-Acting repression sequance,Crs) 去抑制作用，增強gag和env基因的表達，以合成相應的病毒結構蛋白。
6．Nef基因編碼蛋白P27對HIV基因的表達有負調控作用，以推遲病毒復制。該蛋白作用于HIV cDNA的LTR，抑制整合的病毒轉錄。可能是HIV在體內維持持續感集體所必需。
7．Vif基因對HIV并非必不可少，但可能影響游離HIV感染性、病毒體的產生和體內傳播。
8．VPU基因為HIV-1所特有，對HIV的有效復制及病毒體的裝配與成熟不可少。
9．Vpr基因編碼蛋白是一種弱的轉錄激活物，在體內繁殖周期中起一定作用。
HIV-2基因結構與HIV-1有差別：它不含VPU基因，但有一功能不明VPX基因。核酸雜交法檢查HIV-1與HIV-2的核苷酸序列，僅40%相同。env基因表達產物激發機體產生的抗體無交叉反應。