Бактериофагът е вирус, който заразява бактериите. бактериофагите, открити за първи път около 1915 г., изиграли уникална роля във вирусната биология. Те са може би най-добре разбраните вируси, но в същото време тяхната структура може да бъде изключително сложна. Бактериофагът е по същество вирус, състоящ се от ДНК или РНК, която е затворена в протеиновата обвивка. Протеиновата обвивка или капсидът защитава вирусния геном. Някои бактериофаги, като бактериофага Т4, който заразява E.coli, също имат протеинова опашка, съставена от влакна, които помагат да се прикрепи вирусът към неговия гостоприемник. Използването на бактериофаги играеше важна роля за изясняване, че вирусите имат два първични жизнени цикъла: литичен цикъл и лизогенен цикъл.
Казват, че вирусите, които убиват заразената им клетка гостоприемник, са вирулентни. ДНК в този тип вируси се възпроизвежда чрез литичния цикъл. В този цикъл бактериофагът се прикрепя към бактериалната клетъчна стена и инжектира своята ДНК в гостоприемника. Вирусната ДНК репликира и насочва изграждането и сглобяването на повече вирусна ДНК и други вирусни части. След като бъдат сглобени, новопроизведените вируси продължават да се увеличават и разграждат или разграждат клетката си домакин. Лизисът води до унищожаване на хоста. Целият цикъл може да бъде завършен за 20 - 30 минути в зависимост от различни фактори, като температура. Размножаването на фагите е много по-бързо от типичното размножаване на бактерии, така че цели колонии бактерии могат да бъдат унищожени много бързо. Най-
литичен цикъл често се среща и при животински вируси.Температурните вируси са тези, които се възпроизвеждат, без да убиват клетката си гостоприемник. Температурните вируси се възпроизвеждат чрез лизогенен цикъл и влезете в състояние на покой. В лизогенния цикъл вирусната ДНК се вкарва в бактериалната хромозома чрез генетична рекомбинация. Веднъж поставен, вирусният геном е известен като профаг. Когато бактерията гостоприемник се възпроизвежда, профагеновият геном се репликира и се предава на всяка бактериална дъщерна клетка. Клетката гостоприемник, която носи профаг, има потенциал да лизира, като по този начин се нарича лизогенна клетка. При стресови условия или други задействания профагът може да премине от лизогенен цикъл в литичен цикъл за бързо възпроизвеждане на вирусни частици. Това води до лизис на бактериалната клетка. Вирусите, които заразяват животните, също могат да се възпроизвеждат през лизогенния цикъл. Херпесният вирус, например, първоначално навлиза в литичния цикъл след инфекция и след това преминава към лизогенен цикъл. Вирусът навлиза в латентен период и може да пребивава в тъканите на нервната система в продължение на месеци или години, без да стане вирулентен. След като се задейства, вирусът навлиза в литичния цикъл и произвежда нови вируси.
Бактериофагите могат също така да показват жизнен цикъл, който е малко по-различен от литичния и лизогенния цикъл. В псевдолизогенния цикъл вирусната ДНК не се репликира (както в литичния цикъл) или се вкарва в бактериалния геном (както в лизогенния цикъл). Обикновено този цикъл се случва, когато няма достатъчно хранителни вещества, които да поддържат бактериален растеж. Вирусният геном става известен като a preprophage това не се репликира в бактериалната клетка. След като нивата на хранителните вещества се върнат в достатъчно състояние, префафагът може да навлезе или в литичен, или в лизогенен цикъл.