Virus ini menginfeksi bakteri. Mereka umumnya memiliki bentuk yang rumit, dengan kapsid geometris, “leher” di mana ekor atau selubung yang kurang lebih panjang dimasukkan, dan lugs fiksasi. Di dalamnya terdapat materi genetik berupa DNA atau RNA.
Bakteriofag menempel pada dinding bakteri dan menyuntikkan DNA ke dalamnya sementara kapsid tidak masuk ke dalam bakteri. DNA menggunakan mesin seluler untuk mengekspresikan pesan genetiknya: transkripsi beberapa gen, replikasi DNA virus atau RNA , transkripsi gen akhir dan sintesis protein kapsid terjadi. Selanjutnya, dalam mekanisme yang mengingatkan pada jalur perakitan pabrik, kapsid baru dirakit, asam nukleat dimasukkan, ekor ditambahkan dan, melalui enzim yang dikodekan oleh virus, dinding bakteri dihancurkan. (pecahnya) sel, dengan keluarnya sekitar 1.000 bakteriofag per bakteri yang akan menginfeksi sel tetangga. Prosesnya yang begitu cepat dan efisien telah digunakan sebagai caral untuk mempelajari mekanisme dasar genetika molekuler. Kebanyakan bakteriofag bereproduksi dengan cara yang mirip dengan ini, yang disebut siklus litik multiplikasi .
Beberapa bakteriofag telah mengembangkan strategi multiplikasi lain yang lebih halus yang dikenal sebagai siklus lisogenik: dalam kasus tertentu, seperti pada bakteriofag lambda , yang menginfeksi Escherichia coli , setelah DNA disuntikkan ke dalam bakteri, proses rekombinasi terjadi homolog antara molekul DNA sirkular bakteriofag dan DNA bakteri, dan DNA menjadi terintegrasi ke dalam DNA inang – sederhananya, fag dan DNA bakteri bergabung.
Transkripsi gen fag tunggal kemudian terjadi, yang mengkode protein yang bertindak sebagai penekan , mengikat operator dan mencegah ekspresi sisa protein fag. Fag, yang dalam keadaan ini disebut profag , kemudian berperilaku seperti gen dan tidak menyebabkan kerusakan pada bakteri; DNA mereka bereplikasi dengan inangnya, sehingga setiap bakteri anak mewarisi salinannya. Siklus lisogenik dapat menjadi litik jika represor diinaktivasi oleh agen apapun (sinar ultraviolet atau lainnya). Dalam kondisi ini, DNA fag ditranskripsi, direplikasi, protein penyusunnya disintesis dan siklus litik terjadi, menghancurkan bakteri.
Kemampuan untuk menghancurkan bakteri yang beberapa virus telah menyebabkan beberapa peneliti dari bekas Uni Soviet untuk memikirkan terapi yang sangat berbeda dari yang tradisional untuk membunuh beberapa bakteri patogen kita: terapi fag . Ini tentang menemukan fag yang menyerang bakteri patogen kita dan karenanya menghancurkannya. Karena fag bakteri tidak berpengaruh pada manusia, pengobatan ini akan aman, tetapi efektif. Ini bisa menjadi alternatif pengobatan antibiotik tradisional. Dengan jatuhnya Uni Soviet, penelitian terhenti, meskipun beberapa laboratorium mulai mempertimbangkannya kembali.