백신의 원리는 생명체에 과거의 항원을 가진 침입자가 발생하면 더 빨리 면역체계를 작동하는 반응체계를 말한다. 그러나 몇몇 바이러스는 다른 성질의 것으로 변이되어 이전에 만든 백신이 효과없는 경우도 있다.
면역체계는 한 생명체를 보호하는 장치다. 이때 직접 침입자를 죽이기도 하는데, 화학적 메신저를 통해 침략 영역에 백혈구를 불러들이거나 모세혈관을 넓혀 공격 세포가 혈류에서 빠져나갈 수 있도록 한다. 이 과정에서 부기, 부종, 열 등이 발생한다. 생명체가 감염으로부터 한 번이라도 생존하면 그 생명체는 이후 더욱 강해진다. 이는 과거의 항원을 가지고 있는 침입자가 공격을 할 때 증상이 발생하기도 전에 면역체계가 작동하여 처음보다 더욱 빨리 반응하기 때문이다. 이러한 반응체계가 바로 백신의 원리다. 그러나 RNA 바이러스 등 몇몇 바이러스는 자체의 불안정성 때문에 단 한세대 만에 다른 성질의 것으로 변이되기 때문에 이전의 유사 바이러스를 통해 만들어진 백신이 무용지물이 되어 면역이 되지 않는 경우도 있다.