具有典型的蝌蚪狀外形:六角形的頭部和可收縮的長的尾部。頭部的蛋白質外殼內含有摺疊的DNA分子;尾部的蛋白質外殼為一中空的長管,外面包有可收縮的尾鞘。頭部大小為9060納米(nm),尾部10020納米。侵染寄主時,尾鞘收縮,頭部的DNA即通過中空的尾部注入細胞內。T-系噬菌體是研究最廣泛和深入的細菌噬菌體,侵染大腸桿菌(一種正常棲居在人類腸道中的細菌)B菌株,T為英文Type的字頭,並按其發現的前後順序編號為T1,2,3,4,5,6,7,因其偶數型(2,4,6)結構與化學組成與奇數型(1,3,5,7)不同,故又分為T-偶數系與T-奇數系,T4屬偶數系。
科學家們在T4噬菌體中發現了一種酶,稱為T4DNA連線酶,在轉基因技術中用作黏性末端和平末端的連線酶對平末端連線效率低下。