從1945年發現青黴素後的近40年裏，人們使用抗生素治愈了多種細菌感染，但大部分病毒感染依然無法治療。因為細菌和病毒之間存在生物學差異，其致病方式不同，所以會出現這種差異。大部分致病細菌為自生單細胞生物，它們可以侵入體內並繁殖，從而導致疾病。細菌擁有對其生存至關重要的堅韌的外層細胞壁，而青黴素及其衍生物將攻擊這一獨特結構而避免傷及宿主細胞。但病毒與細胞不同，病毒會利用被其感染細胞的複製機製，所以人們很難找到既能防止病毒複製又不損傷宿主細胞的藥物。盡管多種臨床使用的抗病毒藥物已獲批，但其中大部分藥物隻對某一種病毒或病毒群有效。
首個獲批的抗病毒藥為20世紀70年代研製的阿昔洛韋，它能有效抵禦皰疹病毒感染（如唇皰疹和帶狀皰疹）。這種藥物以核苷，即DNA的基本組成單位的形式生產。磷酸基團必須通過名為胸苷激酶的皰疹病毒酶加入各個核苷，從而整合入皰疹病毒DNA。這一重要步驟抑製了藥物對病毒感染的細胞的活性。磷酸化的阿昔洛韋隨後嵌入不斷生長的病毒DNA鏈並阻斷擴鏈，從而終止病毒DNA的複製。阿昔洛韋通過阻止病毒特異性功能（在本例中，指複製病毒DNA）避免攻擊未被感染的宿主細胞，因此不會造成附帶損害。
人們在20世紀80年代初認識到艾滋病病毒是導致艾滋病的病因，從而推動了抗病毒藥的研發。人們為治療艾滋病病毒而設計的多種抗逆轉錄病毒化合物已將這種完全致命的感染轉變成了一種慢性疾病。其中一些抗逆轉錄病毒化合物的作用方式與阿昔洛韋相似，即抑製病毒複製所需的病毒酶。在本例中，指艾滋病病毒的逆轉錄酶、蛋白酶或整合酶。其他藥物可抑製艾滋病病毒進入細胞。但艾滋病病毒會頻繁發生變異，所以會對單一藥物迅速產生耐藥性。人們在1996年證明了至少包含三類藥物的混合物（時稱高效抗逆轉錄病毒療法，現在通常稱作抗逆轉錄病毒療法）的療效優於單一藥物療法。雖然必須嚴格遵守這種治療方案才能使艾滋病病毒終生受控，但在出現耐藥性的第一種跡象（通常是病毒載量升高）時，或者在藥物副作用過大時，就須調整聯合用藥，使大部分采用抗逆轉錄病毒療法的艾滋病病毒感染者達到正常的預期壽命。