因为噬菌体主要由蛋白质外壳和核酸组成，所以，可以根据蛋白质外壳或核酸的结构特点对噬菌体进行分类。根据蛋白质结构分类无尾部结构的二十面体：这种噬菌体为一个二十面体，外表由规律排列的蛋白亚单位——衣壳组成，核酸则被包裹在内部。有尾部结构的二十面体：这种噬菌体除了一个二十面体的头部外，还有由一个中空的针状结构及外鞘组成的尾部，以及尾丝和尾针组成的基部。
线状体：这种噬菌体呈线状，没有明显的头部结构，而是由壳粒组成的盘旋状结构。已知的噬菌体大多数是有尾部结构的二十面体，这是因为正多面体是多面体里最简单的结构，搭建起来最容易，所以病毒喜欢采用正多面体的结构。而正多面体一共又只有五种，分别是正4,6,8,12,20面体，其中正20面体是最接近球形的，也就是在体积相同的情况下，需要更少的材料，更为节省。
根据核酸特点分类ssRNA：噬菌体中所含的核酸是单链RNA。dsRNA：噬菌体中所含的核酸是双链RNA。ssDNA：噬菌体中所含的核酸是单链DNA。dsDNA：噬菌体中所含的核酸是双链DNA。
