機體抗病毒感染免疫應答包括非特異性免疫與特異性免疫。前者指獲得性免疫力產生之前，機體對病毒初次感染的天然抵抗力，主要為單核吞噬細胞、自然殺傷細胞及干擾素等的作用。后者指抗體介導的和細胞介導的抗病毒作用。
（一）機械和化學屏障
皮膚為鱗狀上皮組織，是阻止病毒感染的良好屏障；呼吸道粘膜細胞纖毛的反向運動是一種保護機制，當流感、副流感病毒感染破壞了粘膜細胞時，易發生繼發感染；胃酸對病毒有滅活作用，有囊膜病毒一般不能通過消化道感染，多數無囊膜腸道病毒是耐酸的；血腦屏障和胎盤屏障可阻止大多數病毒感染腦細胞和胎兒。
（二）單核吞噬細胞和自然殺傷細胞
單核吞噬細胞，尤其是固定或游走的巨噬細胞吞噬并消化大分子異物，抗體或補體的活性成分起調理吞噬作用；ifn-r活化的巨噬細胞增強殺滅病毒的能力。
自然殺傷細胞（nk細胞）在無抗原刺激的情況下，通過非抗體依賴的方式自然殺傷腫瘤細胞及病毒感染的細胞，是機體抗腫瘤、抗病毒的重要防線，在血中占淋巴細胞的10%。此外，nk細胞尚具有抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（adcc）。
（三）炎癥和發熱反應
病毒感染部位引起炎細胞浸潤，中性粒細胞，而后是巨噬細胞、淋巴細胞聚集，導致局部氧利用和酸性產物增加，不利于病毒復制，限制病毒的擴散。巨噬細胞產生il-1及ifn引起機體發熱反應，當超過37℃時大多數病毒復制受到壓抑，因此發熱是一種保護性機制，使用藥物強制退熱將延長病毒感染的康復時間。然而過強的炎癥反應和高燒也是病情加重的因素。
（四）年齡與生理狀態
嬰兒有來自母體的lgg及母乳中的lga，6個月內較少病毒性感染；兒童脊髓灰質炎病毒通常引起輕型或亞臨床型感染，然而在成年人則往往是麻痹型感染；老年人因免疫力下降，患帶狀皰疹較為嚴重。妊娠期患乙型肝炎有時病情惡化，可能與內分泌變化有關；使用激素治療雖可控制高燒及過強的炎癥反應，但往往加重單純皰疹和水痘帶毒等感染的病情。
（五）遺傳因素與種屬免疫
動物實驗證明遺傳因素影響病毒感染的抵抗力或敏感性。近交系小鼠接種少量單純皰疹病毒便可致命，而其他小鼠可耐受較大劑量病毒的攻擊不出現癥狀，涉及的基因與mhc有關。在人體中難以做出評價，但隨著免疫應答基因的深入研究有助于闡明這一問題。
許多病毒有限定的宿主范圍，種屬免疫可能取決于宿主細胞是否具有相應的受體，如脊液灰質炎病毒的受體僅存在于人和靈長類動物中，因而其他動物具有天然的種屬免疫力；人類免疫缺陷病毒、肝炎病毒也是如此。相反，狂犬病毒可感染多種溫血動物。