박테리오파지는 영국의 프레데릭 W. 트워트(1915)와 프랑스의 펠릭스 데렐(1917)이 각각 독립적으로 발견했다. 데렐이 처음으로 박테리오파지라는 용어를 도입했는데 이는 '세균을 잡아먹는 것'이라는 뜻으로 이 감염체에 세균을 죽이는 성질이 있음을 표현한 것이었다. 발견 직후 트워트와 데렐은 선(腺) 페스트·콜레라 등의 세균성 질환을 치료하는데 파지를 이용하는 방안을 연구하기 시작했다. 파지 요법은 성공을 거두지 못했으며 1940년대에 항생제가 발견된 이후로는 연구가 중단되었다. 그러나 1990년대 이후 항생제에 내성을 가진 세균이 문제화되면서 파지가 치료에 이용 될 수 있는 잠재력은 다시 주목받게 되었다.

수천 종의 다양한 파지가 존재하며 각각의 종은 한 가지 또는 여러 가지 종류의 세균을 감염시킬 수 있다. 파지는 이노바이러스나 마이크로바이러스 등의 몇몇 과로 분류된다. 다른 바이러스들과 마찬가지로 파지는 핵산으로 이루어진 유전물질 중심부를 단백질 외피가 싸고 있는 단순한 구조의 유기체이다. 핵산은 단일 사슬이거나 이중 사슬인 DNA 또는 RNA이다. 박테리오파지의 구조는 20면체의 머리에 꼬리가 있는 형태, 20면체 머리에 꼬리가 없는 형태, 필라멘트형의 3가지 기본형으로 나뉜다.

세균을 감염시킬 때 파지는 세균의 표면에 달라붙어 자신의 유전물질을 세포 내로 주입한다. 이후 파지는 용균성(lytic) 또는 용원성(lysogenic)을 띠게 된다. 용균성 파지는 세포 기구들이 파지 구조물들을 만들게 한 후 세포를 파괴하거나 용해해 새로운 파지 입자들을 방출시킨다. 용원성 파지는 자신의 핵산을 숙주세포의 염색체에 편입시켜 세포를 파괴하지 않고 세포와 함께 복제된다. 일정한 조건이 되면 용원성 파지는 용균성으로 전환될 수 있다.

파지는 20세기의 여러 연구에서 중요한 역할을 했다. 최초로 연구된 파지들은 1형(T1)부터 7형(T7)으로 명명된 것들이다. 짝수형 파지인 T2, T4, T6는 바이러스 증식 연구의 모형으로 사용되었다. λ(람다), μ(뮤), M13 등의 파지는 DNA 재조합에 이용된다. ΨX 174 파지는 1977년 프레데릭 생어와 연구자들에 의해 전체 뉴클레오티드의 염기 서열이 밝혀진 최초의 유기체이다.