狂犬病病毒 RNA 編碼核蛋白（N）、M1、M2、病毒包膜糖蛋白（G）和 L 五種蛋白，其中 G 蛋白是狂犬病病毒最主要的抗原，可有效刺激特異性輔助性 T 細胞（helper T, Th）和細胞毒性 T 細胞（Cytotoxic lymphocyte, CTL）增生，并誘導機體產生特異性抗體。G 蛋白特異性抗體是狂犬病疫苗最重要的保護性抗體，免疫效果主要依賴其抗原表位、結構、蛋白折疊及糖基化等。
機體在接種狂犬病疫苗約 7 天左右產生 IgM（Immunoglobulin M）抗體，在約 14 天后產生 IgG（Immunoglobulin G）抗體并迅速升高。IgM 和 IgG 抗體均具有中和病毒的能力，有些中和抗體能進入感染狂犬病病毒的神經細胞內抑制病毒復制。CTL 的高峰出現在免疫后 12 天，可清除中樞神經系統內的狂犬病病毒，Th 細胞可增強抗核蛋白和糖蛋白抗體，也能增加保護效果。
狂犬病病毒核蛋白序列高度保守，氨基酸同源性達78%至 93%。截止2016年，遺傳譜系 I 的狂犬病病毒是引起人狂犬病的最常見的病毒型別，也是應用于狂犬病疫苗生產的唯一病毒種類。