病毒通过接管宿主细胞的复制机器来复制自己的遗传物质或基因组进行繁殖。跟细胞生物的基因组由DNA构成不同，病毒可以将其基因组编码为DNA或RNA。像SARS-CoV-2这样的冠状病毒则能使用RNA来存储它们的遗传信息，而复制RNA比复制DNA更容易出错。
研究人员指出，当冠状病毒复制时，约3%的副本会包含一个新的随机错误--这也被称为突变。
一种在人群中广泛流传并引起许多感染的病毒拥有更多的复制机会从而发生突变。大多数突变是无关紧要的小问题，不会对病毒的工作方式产生重大影响，还有一些甚至可能对病毒有害。但一小部分却会被证明对病毒有利，如使其更具感染性。
当病毒在复制过程中发生变异时，由此产生的病毒变异版本被称为变体。公共卫生机构可能会给具有某种特征或属性的变体组贴上特殊标签。这些群体可能包含来自一个单一血统的变体，就像家谱中的遗传性状或那些独立产生但行为相似的变体。在SARS-CoV-2的案例中，变体是用希腊字母来分类和标记的，如拥有极高传播性的德尔塔(δ)奥密克戎(ο)变体。
虽然不可能阻止SARS-CoV-2变异，但卫生专家说，通过限制病毒的传播有可能减少出现新的和更致命的变异的机会。这就是为什么佩戴口罩、保持社交距离和疫苗接种等公共卫生干预措施非常重要：它们减少了病毒可以复制的总次数，从而减少了它可以发展出更危险的变异的机会。
在大流行的过程中，在英国、巴西、加利福尼亚、南非和其他地区出现了许多SARS-CoV-2变体。其中，德尔塔变体于2020年底起源于印度并在几个月内传播到60多个国家，目前是美国最主要的病毒变体。跟其他变体相比，德尔塔变体的传染性约为2倍，早期数据表明，跟以前的变体相比，它可以在未接种疫苗的人群中引起更严重的疾病。
变种的扩散促使人们担心它们可能使现有的疫苗变得不那么有效。因为COVID-19疫苗针对的是SARS-CoV-2的一个特定区域--刺突蛋白，那里基因的突变可能会导致病毒甚至在已经接种疫苗的人中引起疾病。
但目前正在开发的COVID-19疫苗或已经获得批准的疫苗通过激发广泛的免疫反应发挥作用，因此预计至少可以对新的病毒变种提供一些保护。事实上，早期研究表明，由辉瑞-BioNTech、Moderna和强生公司开发的疫苗对预防德尔塔变体引起的严重疾病都非常有效。
世界卫生组织(WHO)和美国疾病控制和预防中心(CDC)将变体分为不同的类别：
一个值得关注的变体是SARS-CoV-2变体，跟该病毒的早期形式相比，它的突变被预测为会导致更大的传播性、逃避免疫系统或诊断测试或更严重的疾病；
一个值得关注的变体已被观察到具有更强的传染性，更有可能造成突破性感染。德尔塔变体就属于这一类别；
一个后果严重的变体是目前的疫苗无法提供保护的变体。目前没有SARS-CoV-2的变体属于这一类别。
辉瑞-BioNTech和Moderna的疫苗所使用的mRNA疫苗技术使公司能比病毒载体或基于蛋白质的方法更快地创造一种新的疫苗或增强剂。药物公司已经开始调整疫苗以针对已知的变体并在动物身上测试这些调整。调整后疫苗的临床试验过程比用于获得紧急使用授权的试验过程要短。
由于大多数冠状病毒都有其穗状蛋白的共同区域，一些科学家正在探索开发一种“泛冠状病毒(pancoronavirus)”疫苗的可能性，以来针对这些共同区域并提供对变种和其他类型冠状病毒的保护。