Como todos os vírus, o vírus da imunodeficiência humana (HIV) reproduz-se (replica) utilizando a estrutura genética da célula que infecta, geralmente um linfócito CD4+.

Inicialmente, o vírus HIV adere e penetra sua célula alvo.

O HIV libera RNA, que constitui o código genético do vírus, no interior da célula. Para o vírus replicar, seu RNA deve ser convertido para DNA. O RNA é convertido por uma enzima chamada transcriptase reversa (produzida pelo HIV). O vírus HIV sofre uma mutação fácil nesse ponto, porque a transcriptase reversa tende a cometer erros durante a conversão do RNA viral em DNA.

O DNA viral entra no núcleo da célula.

Com a ajuda de uma enzima chamada integrase (igualmente produzida pelo HIV), o DNA viral funde-se com o DNA da célula.

O DNA da célula infectada agora produz RNA viral assim como proteínas que são necessárias para formar um novo HIV.

Forma-se um novo vírus a partir do RNA e de segmentos curtos de proteína.

O vírus é liberado (germina) através da membrana da célula, envolvendo-se em um fragmento desta e apertando a célula infectada.

Para ser capaz de infectar outras células, o vírus recém-formado tem de amadurecer. Ele amadurece quando outra enzima do HIV (a protease do HIV) corta as proteínas estruturais dentro do vírus, fazendo com que estas se reorganizem.

Os medicamentos usados para tratar a infecção pelo HIV foram desenvolvidos com base no ciclo de vida do HIV. Esses medicamentos inibem as três enzimas (transcriptase reversa, integrase e protease) que o vírus utiliza para se reproduzir ou para se anexar às células e entrar nelas.