El fago T4 o bacteriófago T4 es un virus de tipo I con ADN que infecta bacterias Escherichia coli. Tiene un tamaño aproximado de 200 nm. El fago T4 pertenece al grupo T, que incluye también los enterobacteriófagos T2 y T6. El fago T4 posee un ciclo vital lítico únicamente, y no lisogénico. 
Su ADN es bicatenario y lineal, mide 169 kb y puede codificar hasta 289 clases de proteínas.
Al objeto de preservar su ADN evitando la acción de las nucleasas de la célula huésped, este contiene unas bases nitrogenadas diferentes a las habituales como citidina e hidroximetilcitidina. De esta forma el virus puede hacer uso de sus propias nucleasas para destruir el ADN celular de su huésped, la bacteria E. coli. 
Su estructura es de tipo complejo. Consta de un capsómero (con ADN en el interior) o cabeza, unido a un collar y a una cola. La cola posee en su extremo final una placa basal, en la que residen los parásitos (parte inferior de la placa) y a la que se unen las fibras de la cola, que permiten la unión del fago a la bacteria. En el collar aparecen una especie de 'bigotes', sensores ambientales que evitan la infección fágica en condiciones desfavorables por regulación de la retracción de las fibras de la cola. Todas las estructuras son proteicas. 
El fago T4 tiene algunas características únicas como:

Alta velocidad de copia de ADN con sólo un error cada 300 copias.
Mecanismos especiales de reparación.
Redundacias terminales que pueden recombinarse y formar concatémeros. El ADN de los viriones maduros es el resultado del corte de los concatémeros en las unidades que lo forman, el genoma del virus.