再者，在微生物组的宏基因组测序中，来自病毒基因组的DNA在微生物群落的总DNA中所占比例非常小，这是因为大多数病毒的基因组太小，尤其是其在低水平存在的情况下很难获得。病毒宏基因组学是一种新兴的病毒组学研究技术，它突破了传统技术方法的局限，而直接以环境中所有病毒的遗传物质为研究对象，可以快速地鉴定出环境中所有的病毒组成，从而是一种发现新病毒、监控病毒变异的分子流行病毒学研究的有力手段。
目前，病毒宏基因组学的研究已经鉴定出了许多新型病毒，并显示了病毒与疾病的相关性，这将仍然是一个具有挑战性的任务和未来临床研究的重点。
病毒组研究的分析流程主要包括病毒颗粒的分离纯化，病毒DNA的提取、测序、分类、注释，病毒基因组的组装、相似性分析、新型病毒鉴定等(图2)。RNA病毒可以反转录成DNA再进行扩增，也可以采用全转录组扩增法(whole transcriptome amplification，WTA)。
目前，病毒组数据库正在发展壮大，常见的数据库包括欧洲生物信息协会数据库(European bioinformatics institute database，EBI)、以及NCBI Viral Database等。病毒序列的分类注释完成后，需要对病毒组的多样性进行表征。病毒组的相似性可视化表征方法包括主成分分析(principal coordinate analysis，PCA)和空间聚类(hierarchical clustering)等多维还原方法。
CD-Hit-est是常用的病毒序列聚类方法，CD-Hit聚类表可以用来分析样品的α多样性和β多样性。由于大多数病毒组数据与已有的数据库缺乏相似性，病毒组的非相似性分析方法也得到了发展，如重叠谱噬菌体群(phage communities from contig spectrum，PHACCS)。
