Les facteurs de virulence d'un agent pathogène sont codés par des gènes qui peuvent être identifiés à l'aide des postulats moléculaires de Koch. Lorsque les gènes codant pour les facteurs de virulence sont inactivés, la virulence du pathogène diminue.
La virulence bactérienne est quant à elle une propriété intrinsèque de la bactérie déterminée par des gènes de virulence du génome bactérien.
Les bactéries à Gram négatif sécrètent de nombreux facteurs de virulence à l'interface avec la cellule hôte, via la circulation de vésicules à travers leur membrane externe pour envahir la cellule hôte, se nourrir à ses dépens, voire assurer d'autres fonctions de communication intercellulaire.
La capacité d'un agent microbien à provoquer une maladie est appelée pathogénicité, et le degré de pathogénicité d'un organisme est appelé virulence. La virulence est un continuum. À une extrémité du spectre se trouvent les organismes avirulents (non nocifs) et, à l'autre, les organismes très virulents.