La afectación del cerebro es una de las consecuencias más graves de una infección viral. Muchas familias de virus tienen la capacidad de invadir y replicarse en el tejido cerebral, pero afortunadamente las infecciones cerebrales graves son raras. Las enfermedades clínicamente neurológicas causadas por virus se pueden dividir en síndromes agudos y crónicos. La patología puede deberse a la multiplicación del virus en las células del cerebro o a la respuesta inmune del huésped: la encefalomielitis postinfecciosa.
Los virus que infectan el cerebro pueden llegar al sistema nervioso central a través del torrente sanguíneo o diseminándose a lo largo de los nervios periféricos. La infección asintomática del cerebro es común. Cuando un virus infecta el cerebro directamente, normalmente puede aislarse del tejido cerebral o del líquido cefalorraquídeo. Este no es el caso de los síndromes postinfecciosos.