Il virus Marburg presenta la classica struttura dei filovirus. Il virione presenta una morfologia irregolare (pleomorfica) in quanto ha la forma di un bastoncello di lunghezza di circa 665 nm e con un diametro trasverso di circa 80 nm. Talvolta possono anche avere forma circolare, ad U o a 6 Il nucleocapside presenta, al suo interno, una molecola RNA a polarità negativa ed il capside ha una simmetria elicoidale. Il tutto è avvolto da un involucro lipidico che deriva dalla membrana della cellula ospite e da cui si dipartono proiezioni (peplomeri) di circa 7 nm intervallate tra loro da uno spazio di 10 nm. Tali proiezioni hanno forma globulare e sono formate da omotrimeri della glicoproteina di superficie.