HTLV属反转录病毒，含有RNA和反转录酶，是致瘤性RNA病毒。在电镜下病毒颗粒呈球形，直径为100nm，其内部核心由结构蛋白组成、核壳与基质(亦称为P15、P24和P19GAG蛋白)围绕着病毒RNA及多聚酶，外层为病毒包膜糖蛋白(表面和跨膜糖蛋白，分别称为GP46和GP21)镶嵌在双层脂质膜中。病毒基因组为30S-35S正股单链RNA，长度约为10kb，具有反转录酶活性。基因组按照从5’→3’端次序排列为gag-pol- env三个结构基因和tax、rex两个调节基因，两端为LTR(长末端重复序列：RU5，U3)。HTLV-I和HTL-Ⅱ总序列中有65%核苷酸同源性，但在LTR序列中同源性最低(30%)，而在3’tax/rex调节基因中是最高(75%～80%)。