新型冠狀病毒與 SARS、MERS 基因有一定相似性，但關鍵區域差異較大。新型冠狀病毒屬于 Beta 冠狀病毒屬（Betacoronavirus），有包膜，顆粒呈圓形或橢圓形，腸胃多形性，直徑60-140nm。題為《Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak andmodeling of its spike protein for risk of human transmission》的論文指出，通過對武漢新型冠狀病毒基因組與 2002 年“非典”SARS 冠狀病毒、“中東呼吸綜合征”MERS 冠狀病毒進行了全基因組比對，發現平均分別有約 70%（國家診療方案為 85%同源性）和 40%的序列相似性，其中不同冠狀病毒與宿主細胞作用的關鍵 spike 基因（編碼 S-蛋白），有更大的差異性。
新型冠狀病毒的自然宿主很有可能是蝙蝠，但是中間宿主媒介仍未知。《Evolution of the novelcoronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk ofhuman transmission》指出，在進化樹的位置上新型冠狀病毒與 SARS 和類 SARS 病毒的類群相鄰，但并不屬于 SARS 和類 SARS 病毒類群，但他們進化上共同的外類群是一個寄生于果蝠的 HKU9-1 冠狀病毒，因此認為他們共同的祖先是一個寄生于果蝠的 HKU9-1 冠狀病毒，從而也推測新型冠狀病毒的自然宿主也可能是蝙蝠，但存在未知的中間宿主媒介。
作用機理與 SARS 相似，通過 S-蛋白與人 ACE2 相互作用感染呼吸道上皮細胞。SARS 病毒的 S-蛋白和 MERS 病毒 S-蛋白分別通過與人的 ACE2 蛋白或 DPP4 蛋白互作結合來感染人的呼吸道上皮細胞，經過研究后排除了與 DPP4 作用感染的可能性。在 ACE2 中，與 SARS病毒結合的五個關鍵性氨基酸，在新型冠狀病毒中有四個發生了突變，然后進一步的研究表明，這種突變也非常完美的維持了 SARS 病毒 S-蛋白與 ACE2 蛋白互作的原結構構象，也達到了很強的結合自由能（-50.6Kcal/mol），表明其對人也有很強的感染力。
