TMV ist ein stabförmiges Virus mit einer Länge von 3000 Å und einem Durchmesser von 180 Å. In der Mitte ist ein Loch von 40 Å. Etwa 2130 identische Protein-Untereinheiten (M_r 17500) bilden eine rechtshändige Helix.
Die sich wiederholende Grundeinheit besteht aus 49 Untereinheiten, die einen Abschnitt von 69 Å Höhe in drei Gängen der Helix (= Windungsabstand 23 Å) bilden. Ein einzelner RNA-Strang liegt zwischen den Proteinuntereinheiten in einem Abstand von 40 Å von außen. Die Abbildung zeigt eine solche Grundeinheit. Protein und RNA sind im "spacefill"-Modus dargestellt, die RNA ist weiß, die Proteine sind von rot nach blau wechselnd entlang der Helix gefärbt. Die oberste Untereinheit ist hellbraun hervorgehoben. Jede Proteinuntereinheit bindet an drei Nucleotide der RNA.

Weitere Eigenschaften werden an einer einzelnen Untereinheit gezeigt.