病毒很小。多数单个病毒粒子的直径在100nm左右，也就是说，把10万个左右的病毒粒子排列起来才可能用肉眼勉强看得到。
病毒如此细小，绝大多数病毒必须借助电子显微镜才能观察，电子显微镜的分辨率是光学显微镜的1000倍。不同病毒间大小差异很大。最小的如植物的联体病毒（Geminiviruses）直径仅18-20nm，最大的动物痘病毒（Poxviruses）大小达300-450nm×170-260nm，最长的如丝状病毒科（Filoviridae）病毒粒子大小为80nm×790-14000nm。
光学显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA式中
d——物镜的分辨距离，单位nm。
λ——照明光线波长，单位nm。
NA——物镜的数值孔径
例如油浸物镜的数值孔径为1.25，可见光波长范围为400—700nm，取其平均波长550nm，则d=270nm，约等于照明光线波长一半。一般地，用可见光照明的显微镜分辨力的极限是0.2μm也就是200nm，大于病毒的直径，因此用光学显微镜是看不到病毒的。
细菌就比病毒大得多，单个球菌的直径约在0.8～1.2μm左右，大多数杆菌中等大小长2～5μm，宽0.3～1μm，在光学显微镜的可观测范围内。
