O SARS-CoV-2 é um vírus de RNA de fita simples, de senso negativo, envelopado;seu genoma codifica para 4 proteínas estruturais (spike, do nucleocapsídeo, hialuronidase e do envelope); a proteína spike (S) tem uma forte afinidade de ligação para o receptor ACE-2.

A proteína spike (S) possui dois domínios, o de ligação e o de fusão. O domínio superior se liga ao receptor da célula hospedeira iniciando a entrada na célula. O domínio inferior contém o mecanismo necessário para o vírus se fundir com a membrana da célula hospedeira.

O SARS-CoV-2 está intimamente relacionado ao coronavírus de aves migratórias com 87–89% de similaridade de nucleotídeos. Portanto, as aves migratóriassão os prováveis hospedeiros naturais do SARS-CoV-2 e responsáveis pela disseminação global do vírus.

O domínio de ligação ao receptor ACE-2 da proteína spike (S) é a parte mais conservada do genoma do SARS-CoV-2. Já o domínio de fusão da S tende a ser mais variável. Essas características são determinantes para o desenvolvimento de vacinas.