HTLV-I病毒归属于
反转录病毒科正反转录病毒亚科丁型反转录病毒属，能感染细胞，产生细胞病变，形成细胞融合、空泡，使细胞发生隐性感染，即病毒在细胞中存在而不杀死细胞。HTLV-I为单链RNA病毒，基因组全长为9kb。
1978年，日本Miyoshi将一例男性淋巴细胞白血病（ATL）病人的外周血在体外培养，建立了MT-I细胞株。1979年，Hinuma等报道，在这个细胞株中发现了一种新的RNA
逆转录病毒，称为成人T淋巴细胞白血病病毒（ATLV）。1980年，美国国立癌症研究所从皮肤覃样真菌病人的淋巴结也建立了一个白血病细胞株，发现其中有一种RNA逆转录病毒，称作嗜人T细胞
白血病病毒（HTLV）。后来的研究表明，这两种病毒实为同一种病毒，1983年统一命名为HTLV-1。
HTLV-I引起的第一类疾病是成人T细胞白血病/淋巴瘤（ATL/L），男女发生比例为1.4:1。病人症状很不相同，常常并发
皮肤损害、溶骨损害、
淋巴结肿大、白细胞浸润不同的器官、
肝脾肿大、偶发酸性粒细胞增多症、高血钙症、及
血清乳酸脱氢酶（LDH）升高，病引起人体免疫功能下降。根据临床表现，将ATL分为5种类型。①急性型（57%），急性或亚急性病程，出现典型临床症状，对化疗不敏感，对所有治疗无效，大部分病人发病6个月死亡。②慢性型（19%），有的病人合并
B细胞淋巴瘤。 ③迟缓型（5%），有少数ATL细胞存在于外周血中，有0.5%～3% 长期不发病，，与健康携带者很难区别。④淋巴瘤型（19%），即非白细胞病型ATL，特征是淋巴结肿大。 ⑤危象型，慢性和迟缓型ATL经过较长一段时间后会发展成为急性ATL，成为危象型ATL。
HTLV-I引起的第二类疾病热带痉挛性下肢瘫（TSP）及日本流行区与HTLV-1相关的脊髓病（HMA）。TSP和HMA是同一疾病的不同名称。该病以女性发病为主，呈慢性双侧对称性胸椎水平的轻瘫和膀胱轻度痉挛、轻度感觉缺失、进展性表现为麻痹无力，肌伸直和步态困难，最后导致瘫痪。
HTLV-I引起的第三类疾病是多发硬化症（MS）、不明原因的脉管炎（KW）等。还有一些疾病，如不同的血源性肿瘤、慢性肺炎疾患、风湿性关节炎和某些实质性肿瘤等，很可能是由于感染后产生的人体免疫抑制所导致的疾病。
世界上有三个HTLV-I的流行区，分别是日本西南部、加勒比海地区和非洲中部。日本是世界上最大的HTLV-I流行区，40岁以上的健康人群中，抗体阳性率高大6%～37%。日本是世界上ATL患者最多的国家，带HTLV-1抗体的人，3%-5%发展为ATL/L，，每年新发ATL300-500人，ATL病人的HTLV-I抗体阳性率为95%。
HTLV-I传播的主要途径是辅注血液制品、性传播和家庭内传播。在日本，ATL患者家属的阳性率为48%，配偶的阳性率高达67.5%，兄弟姐妹中有40%的阳性率。家庭内传播的一条途径是水平传播，即夫妇间的传播，丈夫传播给妻子的可能性是60.8%，而妻子传播给丈夫的可能性是0.4%，主要是男性传播给女性。家庭内传播的另一条途径是垂直传播，即父母传给子女，主要是母亲传给子女。
HTLV-I感染的细胞主要是CD4+淋巴细胞，但在特定条件下可感染非
T淋巴细胞，如
B淋巴细胞，甚至可感染
骨髓干细胞和
巨噬细胞。在
细胞培养上，HTLV-1感染可诱导T细胞永生化。HTLV-I感染的脐带T细胞可持续生长，并表达DR蛋白，
白细胞介素-2受体表达量增加，而对外源性白细胞介素-2的依赖性降低。这些特性与ATL患者的恶性T细胞特性相似。