病毒主要有DNA(或RNA)和外殼蛋白組成,經包裝后成為病毒顆粒。通過感染,病毒顆粒進入宿主細胞,利用宿主細胞的合成系統進行DNA(或RNA)復制和殼蛋白的合成,實現病毒顆粒的增殖。把感染細菌的病毒專門稱為噬菌體,由此構建的克隆載體則稱為噬菌體克隆載體。
噬菌體作為載體,可插入長10～20kb甚至更大的一些外源DNA片段,又由于噬菌體有較高的增殖能力,有利于目的基因的擴增,從而成為當前基因工程研究的重要載體之一。
野生型的噬菌體必須經過改造,才能成為比較理想的基因工程載體。噬菌體中首先被改造成為載體的是λ噬菌體,此外還有單鏈噬菌體載體、黏性質粒載體等。λ噬菌體由頭和尾構成,其基因組是長約49kb的線性雙鏈DNA分子,組裝在頭部蛋白質外殼內部,其序列已被全部測出。λ噬菌體感染時,通過尾管將基因組DNA注入大腸桿菌,而將其蛋白質外殼留在菌外。DNA進入大腸桿菌后以其兩端12bp的互補單鏈黏末端環化成環狀雙鏈,可以兩種不同的方式繁殖：溶菌性方式(lytic pathway)和溶源性方式(lysogenic pathway)。λ噬菌體含有線性雙鏈DNA分子,其長度為48502bp。兩段各有由12個核苷酸組成的5’端凸出的互補黏性末端,當λDNA進入宿主細胞后,互補黏性末端連接成環狀DNA分子,連接處稱為cos位點。