Le virus de la forêt de Semliki est virus à ARN à polarité positive avec une capside icosaédrique, qui est enveloppé par une double membrane lipidique, provenant de la cellule hôte. La surface extérieure du virus est presque entièrement couverte par des dimères de glycoprotéines hétérologues E1 et E2, disposés en trimères reliés entre eux, qui forment une coquille externe. Les trimères sont ancrés dans la membrane par une zone cytoplasmique E2 qui est associée à la nucléocapside.
La taille du génome du virus est d'environ 13000 paires de base. Les deux tiers comprenant l’extrémité 5’ du génome codent des protéines non structurelles et les protéines structurelles sont codées dans le tiers de l’extrémité 3 '. La réplication se produit par l’intermédiaire d’un brin à polarité négative donnant naissance à un long bras d’ARN génomique servant à exporter de nouveaux virions et à envoyer un message subgénomique qui se traduit par la formation de protéines structurelles.