引起脊灰的病原体为27－30nm大小的小核糖核酸病毒，为20面体球形、无包膜的裸体颗粒，其中心为其遗传的基因组所在，属单链、正链的核糖核酸。病毒粒含有五种结构蛋白，分别为VP1、VP2、VP3、VP4和VPg，VP1位于壳粒的表面，具有中和抗原性质。脊灰病毒有三个血清型，称为I型、II型和III型，每个型别的脊灰都可引起致病。各型之间缺少交叉保获作用，三个血清型相对稳定，分别可用对应的型免疫血清作中和试验定型，3型间基因组核苷酸序列有36－52％的差异。在自然界的循环中，每个血清型病毒在基因水平上呈不断变化过程，不同地区不同年代发现的同一血清型的野病毒其基因核酸序列有差异，而且根据差异的程度可以追索毒株传染的来龙去脉。自然界在基因水平上有同型疫苗株和野毒株间的重组和不同型别疫苗株之间的重组病毒。可以用PCR、核酸杂交法和核酸序列分析法作野毒株和疫苗株的鉴别。
脊灰病毒耐酸，耐乙醚、氯仿等脂溶剂。
在污水里每26天病毒灭活90％左右。
但对紫外线敏感，甲醛能灭活病毒。
脊灰病毒可以用人胚肾、人胚肺、猴肾、Hela, Vero等多种细胞中增殖，目前世界卫生组织推荐用RD和 L20B两种传代细胞分离脊灰病毒。