新病毒株的演变
感染动物的病毒可以从一个物种跳到另一个物种，从而在新宿主中引起一种新的，通常是严重的疾病。例如，2003年，冠状病毒科中的一种病毒从一个被认为是马蹄蝙蝠的动物蓄水池中跃迁到了人类，从而在人类中引起了一种高度致病性的疾病，称为严重急性呼吸道综合症（SARS）。SARS冠状病毒从马蹄蝠跳向人类的能力无疑需要对该病毒进行基因改变。由于马蹄蝠中存在的SARS病毒无法直接感染人类，因此怀疑这种变化发生在棕榈果子狸中。
这种新出现的病毒通常在人类中具有高度传染性，因为人类免疫系统以前从未遇到过这种病毒，因此人类对其没有免疫力。例如，引起SARS的冠状病毒在人类中迅速传播，成为严重的疾病威胁。由于禁止旅行和检疫措施，该病毒很快得到控制。在2019年底，另一种冠状病毒被称为SARS-CoV-2，在中国出现并在世界范围内迅速传播，引起了大流行。SARS-CoV-2导致了一种称为冠状病毒病2019（COVID-19）的疾病，该疾病与SARS非常相似，但造成了更高的死亡率，尤其是在65岁以上的人群中。
感染人类的甲型流感病毒可能会发生巨大的抗原变化，称为抗原转移，会产生引起大流行的病毒。发生这种巨大变化的原因是，甲型流感病毒拥有大型动物水库，野生水禽。甲型流感病毒的RNA基因组为八段形式。如果中间宿主（可能是猪）同时感染了人和禽流感A型病毒，则可以重新分配基因组RNA片段，从而产生一种新的病毒，该病毒的表面蛋白在免疫学上不同于甲型流感病毒，一直在人口中流传。由于人口对这种新病毒几乎没有免疫保护，因此将导致大流行。这很可能是在1957年的流感大流行，1968年的流感大流行和2009年的流感大流行中发生的。
大流行性甲型流感病毒显然也可以通过不同的机制产生。据推测，导致1918-19年流感大流行的毒株从禽类病毒衍生出所有8个RNA片段，然后该病毒在适应哺乳动物细胞的过程中经历了多个突变。自1990年代以来已从亚洲传播到欧洲和非洲的禽流感病毒似乎正在沿着这种途径传播大流行能力。这些直接从鸡传播给人类的病毒仅包含禽类基因，在人类中具有高度致病性，导致死亡率超过50％。禽流感病毒尚未获得在人与人之间有效传播的能力，而且尚不知道必须进行什么样的基因改变才能使其传播。
