对病毒种内和种间基因组的比较分析能获得很多关于病毒起源与演化的信息。对17株SARS-CoV的种内基因组变异分析发现共有137个变异位点,估算出SARS-CoV的突变率为8.04×10^-3核苷酸替换/位点/年。变异位点在基因组上的分布不均匀,变异位点最多的是基因组中编码S1蛋白的区域,而在编码依赖于RNA的RNA聚合酶区域中几乎没有变异位点。核苷酸和氨基酸替换的偏性预示变异可能不仅仅是由随机漂变产生。对冠状病毒种间基因组结构比较分析发现,SARS-CoV的基因组结构与IBV很相似;而保守基因系统发育分析表明,SARS-CoV属于冠状病毒的一个新分支,并且与血清型第二组冠状病毒进化关系较近。对其他某些分子特征的分析发现,在不同的方面SARS-CoV和不同组冠状病毒有不同的相似点。进一步对基因组非保守开放阅读框（ORF）的基序（motif）和跨膜区分析发现,各组冠状病毒基因组中位于基因S-E间的非保守ORF可能是同源的,但不是绝对必要的;而IBV和SARS-CoV的基因组中位于基因M-N间ORF可能不是同源的。综合分析SARS-CoV与3组血清型冠状病毒进化关系、宿主分布,以及SARS-CoV和IBV的s2m的进化关系,可以推测SARS-CoV有可能来自禽类。