Віруси, які призводять до появи новоутворень, називають онковірусами. Встановлено, що 15% пухлин мають вірусний генетичний матеріал. Тому багато вчених сподіваються побороти ці пухлини шляхом скринінгу та вакцинації.
Історія вірусного канцерогенезу починається з ХХ століття після відкриття вірусу лейкозу та саркоми у різних тварин. В 1946 році Л.О. Зільбер припустив, що онкогенні віруси можуть викликати генетичні зміни клітин, але бути відсутніми в пухлинній тканині. Це стало основою вірусогенетичної теорії, яка стала популярною та унітарною в роки відкриття ендогенних ретровірусів. Це віруси, генетичний матеріал яких є складовою частиною генома всіх клітин організму. Вважалось, що нормальні клітини нібито «заміновані» вірусним онкогенним фактором, який повинен бути первинним по відношенню до інших пускових канцерогенів (радіація, хімічні агенти тощо). Але пізніше після відкриття та дослідження онкогенів з’ясувалось, що онкогени вірусів мають клітинне походження, тобто вони виникають внаслідок захвату вірусом в клітині регуляторних генів, які в складі вірусного генома перетворюються в онкогени. Звідси був зроблений висновок о можливості перетворення нормальних регуляторних клітинних генів в онкогени внаслідок спонтанних або ініційованих мутацій без участі вірусу. Такі клітинні онкогени, що не входять до складу вірусного генома, були знайдені в пухлинах людини та тварин. Так сформувалась сучасна теорія канцерогенезу та чітке поняття, що пухлини можуть мати як вірусну, так і не вірусну етіологію.
До онкогенних вірусів відносять одразу декілька таксономічних груп. РНК віруси відносяться до родини ретровірусів (retroviridae), а ДНК-віруси представлені папова- (papovaviridae), адено- (adenoviridae), герпес- (herpesviridae), покс- (poxviridae) та гепаднавірусами (hepadnaviridae). Більшість з них в природних умовах викликають онкогенні інфекції, які призводять до розвитку доброякісних або злоякісних новоутворень. Джерелом онкогенних інфекцій є здорові вірусоносії. Хворі на онкологічне захворювання не заразні, так як пухлини не містять вірус в його інфекційній формі.
Для виникнення вірусіндукованої пухлини необхідно щоб віріон (частина вірусу, яка складається з нуклеїнової кислоти та оболонки) проник в клітину не руйнуючи її, його генетичний матеріал взаємодіяв із клітинним, після чого нормальна клітина стає трансформованою, яка може безконтрольно розмножуватись та давати начало пухлинному клону. Клітина може трансформуватись лише за умови що вірусний геном буде постійно зберігатись в ній. Відомі три способи постійного закріплення (персистенції) онковірусного генома в клітині: 1) фізична інтеграція, коли вірусний геном стає частиною клітинного; 2) вірусний геном присутній в клітинному ядрі у вигляді десятків та сотень вільних генетичних елементів (епісом); 3) вірус розмножуючись не руйнує клітину та не руйнується сам, а дозріває та передає віріони дочірнім клітинам. Можливе поєднання цих механізмів. Тривалий час вважалось, що лише ДНК-віруси можуть інтегруватись у клітинний геном. Але після вивчення особливостей РНК-вірусів було встановлено, що після проникнення вірусу в клітину на його РНК-генах відбувається синтез вірусних ДНК-копій (зворотня транскрипція), які вбудовуються в клітинну хромосому.
Після інтеграції вірусів в клітинний геном починається неопластична трансформація клітини з набуттям нею характерних морфофункціональних особливостей. Вірусні гени можуть зразу функціонувати як онкогени, що продукують онкобілки та призводять до втрати чутливості клітини до регулюючих її ділення механізмів. В порівнянні із хімічними або променевими канцерогенами, які змінюють вихідну інформацію, віруси вводять нову. Деякі ретровіруси не містять онкогенів, вони можуть індукувати канцерогенез шляхом інтеграції свого генома поряд з клітинним протоонкогеном та активувати його перетворюючи на онкоген або поряд із антионкогеном та блокувати його функцію. Механізм трансформації клітин ДНК-вірусами трохи відрізняється. Реплікація ДНК-вірусів в клітині призводить до утворення великої кількості вірусних частин, що провокують загибель клітини. За таких умов реалізація канцерогенного ефекту неможлива. ДНК-віруси мають власні онкогени, які індукують синтез онкобілків, що звязуються з білками генів-супресорів р53 та Rb. Кожен з цих білків забезпечує блокування процесів проліферації на певних стадіях при виявленні пошкодження клітини, а р53 є ключовим при запуску апоптозу. Таким чином, клітини з пошкодженим геномом продовжують розмножуватись, набувають властивості автономної проліферації з наступною злоякісною трансформацією.
У більшості випадків онковірусів недостатньо для розвитку раку. Для виникнення пухлини необхідні додаткові (коканцерогенні) впливи.