Um bacteriófago (também chamado por apenas fago) é um ser acelular pertencente ao grupo dos vírus (parasita intracelular sem metabolismo próprio), que infecta apenas bactérias. Da mesma forma que vírus que infectam eucariontes, os fagos consistem numa proteína exterior protetora e no material genético (dupla hélice em 95% dos fagos conhecidos) dentro da cápsula de 5-650 Kbp (1 Kpb = 1.000 pares de bases). Os fagos foram descobertos independentemente por Frederick Twort em 1915 e por Félix D’Herelle em 1917.

Fagos infectam especificamente bactérias. Alguns são virulentos, significando que uma vez que a célula tenha sido invadida, eles imediatamente começam seu processo de reprodução, e em pouco tempo "lisam" (destroem) a célula, lançando novos fagos. Alguns fagos (bem conhecidos como fagos temperados) podem ao contrário entrar em um estado relativamente inofensivo, e então integrar seu material genético no DNA cromossomal da bactéria hospedeira (muito semelhantes aos retrovírus endógenos em animais) ou estabelecendo-se a si mesmos como plasmídeos. Estes fagos endógenos, referidos como profagos, são então copiados a cada divisão celular junto com o DNA da bactéria hospedeira. Eles não matam a célula, porém monitoram (via algumas proteínas que eles codificam para isto) o estado de seu hospedeiro. Quando a célula do hospedeiro mostra sinais de stress (significando que ela esteja próxima de sua morte), os fagos endógenos tornam-se ativos novamente e iniciam seu ciclo reprodutivo, resultando na lise de célula hospedeira. Um exemplo é o fago lambda da E. coli. O termo "fago temperado" foi proposto por Elie Wollman, do Instituto Pasteur em Paris, numa referência a "O Cravo Bem Temperado", de Johann Sebastian Bach. Algumas vezes, mesmo profagos podem prover benefícios para as células hospedeiras enquanto dormentes, pela adição de novas funções ao genoma da bactéria, um fenômeno chamado conversão lisogênica. Um exemplo famoso é a inofensiva bactéria Vibrio, que se torna Vibrio cholerae por um fago, causando a cólera.

Fagos são muito importantes na biologia molecular sendo utilizados como vetores de clonagem para inserir DNA nas bactérias. Eles estão sendo também avaliados por pesquisadores médicos como uma alternativa aos antibióticos para tratar infecções por bactérias, técnica conhecida como Fagoterapia.

Phage display é um teste para investigar interações de proteínas pela integração de múltiplos genes de um banco de genes em fagos.