Replikacija virusa odnosi se na proces kojim se virus sam reproducira unutar živog organizma. To općenito uključuje pretvaranje zaraženih stanica u tvornice virusa, koje proizvode kopije genetskog koda virusa i izbacuju ih kako bi se proširile u tijelo domaćina. To okreće zaraženo tijelo protiv samog sebe, koristeći vlastite stanice kao oruđe masovne proizvodnje i infekcije.
Nakon što virus zarazi tijelo domaćina, cilja na različite vrste živih stanica, ovisno o njegovoj prirodi. Virus počinje tako što se veže na ranjivu stanicu, zatim prodire u njezinu površinu ili se na neki drugi način ulijeva u primarnu tvar stanice domaćina. Različiti tipovi virusa imaju različite načine ulaska u stanično tijelo ili spajanja sa staničnom stijenkom, ali općenito proces uključuje ugrožavanje integriteta stanice. U ovom trenutku dolazi do procesa replikacije virusa, u kojem virus preuzima vlastite reproduktivne funkcije stanice i reprogramira je kako bi stvorio kopije virusne DNA ili RNA. Proces replikacije virusa nastavlja se sve dok stanica ne pukne u fazi zvanoj prolijevanje, oslobađajući višestruke duplikate izvornog virusa u tijelo domaćina. Svaka kopija cilja na osjetljivije stanice, pričvršćuje se i iznova započinje proces replikacije.
Faze replikacije razlikuju se za različite vrste virusa, kao što su različite kombinacije dvolančanih i jednolančanih, pozitivnih ili negativnih, DNA ili RNA virusa. Mnogi tipovi zahtijevaju specifične uvjete unutar stanice domaćina prije nego što virusna replikacija može početi. Neki su sposobni replicirati unatoč stanju stanice domaćina, što ih čini virulentnijim i opasnijim.
Druge vrste virusa mogu se replicirati samo u određenim tipovima stanica, dok neki mogu ući u stanice, replicirati se neko vrijeme, a zatim ostati u stanju mirovanja unutar stanice kroz neodređena razdoblja. Ovo razdoblje mirovanja naziva se latencija i može trajati sve dok čimbenik okidanja ponovno ne aktivira virus i uzrokuje da se ponovno počne razmnožavati u stanici domaćinu.
Proučavanje replikacije virusa ključno je za razumijevanje virulentnih bolesti, kao što su herpes i HIV-AIDS. Latencija virusa u HIV-u uzrokuje da se umetne u ključna područja jezgre stanice domaćina, što ga čini gotovo neodvojivim dijelom normalnog procesa replikacije stanice. Razumijevanje ciklusa i metodologije reprodukcije virusa omogućuje istraživačima da predlože teorije o ekstrakciji virusa, sprječavanju pretvorbe DNK domaćina u virusnu DNK ili sprječavanju da prodre u stanicu domaćina kako bi započeo proces infekcije.