En bakteriofag er et virus som infiserer bakterier. bakteriofagersom først ble oppdaget rundt 1915, har spilt en unik rolle i viral biologi. De er kanskje de best forståtte virusene, men samtidig kan strukturen deres være ekstremt kompleks. En bakteriofag er egentlig et virus som består av DNA eller RNA som er innelukket i et proteinshell. Proteinshellet eller kapsiden beskytter virusgenomet. Noen bakteriofager, som T4-bakteriofagen som smitter E coli, har også en proteinhale sammensatt av fibre som hjelper til med å feste viruset til verten. Bruken av bakteriofager spilte en fremtredende rolle i å belyse at virus har to primære livssykluser: den lytiske syklusen og den lysogene syklusen.
Virus som dreper deres infiserte vertscelle sies å være virulent. DNAet i denne typen virus reproduseres gjennom den lytiske syklusen. I denne syklusen festes bakteriofagen til bakteriecelleveggen og injiserer dens DNA i verten. Det virale DNA replikerer og styrer konstruksjon og samling av mer viralt DNA og andre virale deler. Når de er samlet, fortsetter de nylig produserte virusene å øke i antall og bryter opp eller lyser vertscellen. Lysis resulterer i ødeleggelsen av verten. Avhengig av en rekke faktorer som temperatur, kan hele syklusen fullføres på 20 - 30 minutter. Fagreproduksjon er mye raskere enn typisk bakteriell reproduksjon, så hele bakterier kolonier kan bli ødelagt veldig raskt. De
lytisk syklus er også vanlig i dyrevirus.Tempererte virus er de som reproduserer seg uten å drepe vertscellen. Tempererte virus reproduserer seg gjennom lysogen syklus og gå inn i en sovende tilstand. I den lysogene syklusen blir viralt DNA satt inn i bakteriekromosomet gjennom genetisk rekombinasjon. Når det er satt inn, er virusgenomet kjent som en profet. Når vertsbakterien reproduserer seg, blir profaggenomet kopiert og gitt videre til hver bakterielle datterceller. En vertscelle som bærer en forkynnelse har potensial til å lysere, og det kalles en lysogen celle. Under stressende forhold eller andre triggere kan profeten bytte fra den lysogene syklus til den lytiske syklusen for rask reproduksjon av viruspartikler. Dette resulterer i lysering av bakteriecellen. Virus som smitter dyr kan også reprodusere seg gjennom den lysogene syklusen. Herpesviruset går for eksempel inn i den lytiske syklus etter infeksjon og går deretter over til den lysogene syklus. Viruset går inn i en latent periode og kan oppholde seg i nervesystemets vev i måneder eller år uten å bli virulent. Når det er utløst, går viruset i den lytiske syklusen og produserer nye virus.
Bakteriofager kan også ha en livssyklus som er litt forskjellig fra både den lytiske og lysogene syklusen. I den pseudolysogene syklusen blir ikke viral DNA replikert (som i den lytiske syklusen) eller satt inn i bakterien genom (som i den lysogene syklusen). Denne syklusen oppstår vanligvis når det ikke er nok næringsstoffer tilgjengelig bakterievekst. Det virale genomet blir kjent som et preprophage som ikke blir replikert i bakteriecellen. Når næringsnivåene er tilbake i tilstrekkelig tilstand, kan preprofagen enten gå inn i den lytiske eller lysogene syklusen.