噬菌体在光学显微镜下看不见，用电子显微镜观察噬菌体在电子显微镜下有三种基本形态，即蝌蚪形微球形和细杆形。
大多数噬菌体呈蝌蚪形由头部和尾部两部分组成。头部呈六边形立体对称，由蛋白质衣壳包绕核酸组成；尾部是一管状结构，由一个中空的尾髓和外面包裹的尾鞘组成，尾髓具有收缩功能。
可将头部的核酸注入宿主菌细胞内；尾部末端尚有尾板尾刺和尾丝，尾板内可能含有裂解宿主菌细胞壁的溶菌酶；尾丝为噬菌体的吸附器官，能识别宿主菌体表面的特异性受体。头部和尾部连接处有尾领尾须结构，尾领与头部装配有关，某些噬菌体尾部很短或缺失。