病毒侵入腦部大多引起彌漫病變，但也有較嚴重損害的局部病變。通常經節肢動物傳播的腦炎，多為全腦的急性腦炎，如流行性乙型腦炎等。單純皰疹病毒主要損害灰質，重要特征為壞死（常是出血性壞死），以顳額葉最嚴重。進行性多灶性白質腦病的顯著特點是脫髓鞘病變，一般認為神經元或膠質細胞內包涵體，是病毒感染的重要佐證。臨床一般檢查很難發現病毒感染的證據，病毒學、免疫學及一些特殊檢查可分離出病毒。
除了各種已經明確感染類型的病毒所引起的急性腦炎外，慢病毒感染或慢病毒疾病主要表現為脫髓鞘病灶和（或）慢性變性疾病的進程。病理變化包括直接損傷和對病毒的組織病理反應，這是機體對病毒產生抗原免疫反應的結果。由于病毒類型不同，從而病理學反應也不盡相同。患病率為0.007%～0.008%，無特殊易感人群。