Caratteristica unica dei Poxviridae è quella di riprodursi nel citoplasma delle cellule infettate. La replicazione del DNA e la sua trascrizione avvengono grazie agli stessi enzimi virali. Alla fine della replicazione del DNA e della formazione delle sue proteine, il virus del vaiolo si autoassemblava e passava nell'apparato di Golgi dove acquisiva la membrana virale; quindi usciva all'esterno della cellula infettata. Il virus sintetizzava anche altre proteine che erano in grado di sopprimere il sistema immunitario dell'ospite. La morte della cellula avveniva per riduzione della trascrizione delle normali proteine cellulari, in quanto il meccanismo deputato alla loro sintesi veniva modificato dal virus per produrre le proprie. La moltiplicazione virale continuava finché la cellula ospite non veniva lisata rilasciando nuove particelle di virus infettante pronte ad entrare nelle cellule circostanti.