Los más grandes hallados hasta ahora son el Pandoravirus dulcis (con 1,9 mpb), encontrado en un lago en Australia y el Pandoravirus salinus (con 2,5 mpb), que llegan a medir aproximadamente 1 μm de diámetro.
Todas estas familias tienen en común el tamaño de su ADN, el poseer genes poco habituales en el resto de virus y la estructura del virión y del ADN, todos bicatenarios.
Se incluyen los 4 genes clave involucrados en la replicación y reparación del ADN: ADN polimerasa B, topoisomerasa II A, Flap endonucleasa y el factor antígeno nuclear de proliferación celular.
[10] Se ha detectado que estos virus también poseen en sus genomas elementos genéticos móviles como transposones únicos llamados transpoviriones y plásmidos citoplasmáticos.
[3] Por ello se ha afirmado que los virus gigantes pueden pertenecer universalmente al árbol filogenético de la vida.
[13][10] Las proteínas de la cápside y las ARN polimerasas no tienen homología con los organismos celulares.
[21] Recientemente, se han propuesto dos filogenias para los virus gigantes con respecto a los organismos celulares.
Basada en la secuencia de aminoácidos y genes, esta filogenia propone que los virus gigantes serían probablemente un grupo monofilético, siendo las relaciones filogenéticas entre subgrupos las siguientes.
[22][23] Asfarviridae Poxviridae Mimiviridae Allomimiviridae Mesomimiviridae Schizomimiviridae Mamonoviridae Phycodnaviridae Yaraviridae Pithoviridae Marseilleviridae Ascoviridae Iridoviridae Bacteria Archaea (P) Eukaryota Otros estudios sobre los proteomas y los pliegues de las proteínas víricas concluyen que los virus gigantes, junto con los restantes virus, formarían un grupo complejamente parafilético.