L'acyclovir est un agent antiviral du groupe des analogues synthétiques du nucléoside purique acyclique, la désoxyguanidine, qui est un composant de l'ADN. Acyclovir a une haute spécificité pour les virus Herpès simplex, 1 et 2 types, le virus causant la varicelle et les bardeaux (Varicelle zoster), le virus d'Epstein-Barr. Modérément actif contre le cytomégalovirus.
L'acyclovir pénètre directement dans les cellules infectées par le virus. Les cellules infectées par le virus produisent une thymidine kinase virale qui, à son tour, phosphore acyclovir à l'acyclovir triphosphate, qui est un inhibiteur actif et sélectif de l'ADN polymérase des virus. Probablement, le mécanisme d'inhibition par l'acyclovirtriphosphate de synthèse d'ADN consiste en ce qu'il constitue un substrat pour cette enzyme, ce qui permet de réaliser la liaison 3'-5 'nécessaire à l'extension de la chaîne d'ADN.
Ainsi, une rupture prématurée du brin d'ADN se produit, ce qui conduit à la suppression de la réplication virale.