Bakteriofag je virus koji zaražava bakterije. bakteriofagi, prvi put otkriveni oko 1915. godine, igrali su jedinstvenu ulogu u virusnoj biologiji. Oni su možda najbolje razumljivi virusi, ali istovremeno, njihova struktura može biti izuzetno složena. Bakteriofag je u osnovi virus koji se sastoji od DNK ili RNK koja je zatvorena unutar proteinske ljuske. Proteinska školjka ili kapsid štiti virusni genom. Neki bakteriofagi, poput bakterija T4 koji inficira E coli, također imaju proteinski rep sastavljen od vlakana koja pomažu u vezivanju virusa s domaćinom. Primjena bakteriofaga igrala je istaknutu ulogu u rasvjetljavanju činjenice da virusi imaju dva primarna životna ciklusa: litski ciklus i lizogeni ciklus.
Kažu da su virusi koji ubijaju zaražene stanice domaćina virulentni. DNK u ovoj vrsti virusa reproducira se kroz litski ciklus. U ovom se ciklusu bakteriofag pričvršćuje na stanicu bakterijske stanice i ubrizgava svoju DNK u domaćina. Virusna DNA replicira i usmjerava izgradnju i montažu više virusne DNK i ostalih virusnih dijelova. Jednom sastavljeni, novoproizvedeni virusi i dalje se povećavaju u broju i razbijaju ili liziraju stanicu domaćina. Rezidba rezultira uništavanjem domaćina. Cijeli ciklus može se završiti za 20 - 30 minuta, ovisno o raznim čimbenicima, kao što su temperatura. Razmnožavanje faga mnogo je brže od tipične reprodukcije bakterija, pa se cijele kolonije bakterija mogu vrlo brzo uništiti.
litski ciklus je također čest u životinjskim virusima.Umjereni virusi su oni koji se razmnožavaju bez ubijanja stanice domaćina. Umjereni virusi reproduciraju se kroz lizogeni ciklus i uđu u uspavano stanje. U lizogenom ciklusu virusna DNA se ubacuje u bakterijski kromosom genetskom rekombinacijom. Kad se jednom uvede, virusni genom poznat je kao profaga. Kada se bakterija domaćin reproducira, genom profage se replicira i prenosi na sve bakterijske stanice kćeri. Stanica domaćina koja nosi profag ima potencijal liziranja, pa se naziva lizogena stanica. Pod stresnim uvjetima ili drugim okidačima, profag može preći iz lizogenog ciklusa u litski ciklus radi brze reprodukcije virusnih čestica. To rezultira liziranjem bakterijske stanice. Virusi koji inficiraju životinje mogu se reproducirati i kroz lizogeni ciklus. Herpes virus, na primjer, nakon infekcije u početku ulazi u litski ciklus, a zatim prelazi u lizogeni ciklus. Virus ulazi u latentno razdoblje i može mjesecima ili godinama boraviti u tkivu živčanog sustava bez da postane virulentan. Jednom kada se pokrene, virus ulazi u litski ciklus i stvara nove viruse.
Bakteriofagi mogu također pokazati životni ciklus koji se malo razlikuje od litskog i lizogenog ciklusa. U pseudolizogenom ciklusu virusna DNA se ne replicira (kao u lizitnom ciklusu) niti se ubacuje u bakterijski genom (kao u lizogenom ciklusu). Ovaj se ciklus obično događa kada nema dovoljno hranjivih tvari za podupiranje rast bakterija. Virusni genom postaje poznat kao a preprophage koja se ne razmnožava u stanici bakterija. Nakon što se razina hranjivih tvari vrati u dovoljno stanje, prefafa može ući u litski ili lizogeni ciklus.