牛痘病毒在人體不會致病，但由於牛痘病毒和天花病毒的抗原結構很相近，使得人類受到牛痘病毒感染之後所保留的免疫記憶力，會在人類真正受到天花病毒感染時產生二次免疫的效應，使得天花病毒很快的被免疫系統驅逐殲滅，人類因此免於天花的威脅。也就是說，利用不會致病的牛痘病毒作為引子，將之引入體內後，引發人體產生免疫記憶力，以便對抗構造相近但會引起嚴重病症的天花病毒。這就是疫苗的起源。而這種注入抗原使人體主動產生免疫力的方式又稱為“主動免疫”（相對的方式為“被動免疫”）。
“牛痘”是屬於“活疫苗”，意思就是所注射的病毒是活的，但對人體沒有傷害。這種“活疫苗”又稱“減毒疫苗”，大部分的減毒疫苗是用原來這個傳染病的病原，經過處理使其毒性減低，消除對人體的危險性之後，才能施打於人體。例如，小兒痲痹沙賓疫苗和三合一疫苗（白喉、百日咳、破傷風）。