將編碼多肽的外源DNA片段與噬菌體表面蛋白的編碼基因融合（插入信號肽與衣殼蛋白基因間）后，以融合蛋白的形式呈現在噬菌體的表面，每個噬菌體只含1個外源基因，被展示的多肽或蛋白可保持相對的空間結構和生物活性，展示在噬菌體的表面。導入了各種各樣外源基因的一群噬菌體，就構成一個展示各種各樣外源肽的噬菌體展示庫。
當用一個蛋白質去篩查一個噬菌體展示庫（展示文庫為流動相，被篩蛋白為固定相）時，就會選擇性地同與其有相互作用的某個外源肽相結合，從而分離出展示庫里的某個特定的噬菌體，研究該噬菌體所含外源基因的生物學功能。
技術發展
分類及適用性
優越性
1、將蛋白與其遺傳信息之間提供了直接的物理聯系，可有效的對所需功能的克隆進行反復篩選并擴增。
2、被展示多肽或蛋白結構功能與天然狀態接近，可簡便快速篩選得到與靶分子高親和力的被展示物。
3、篩選過程中，特定的噬菌體克隆由于對其配體的特意親和性而不斷的得到富集，從而使相對稀少的可以結合配體的克隆能夠快速、有效地從一個大文庫中被篩選出來。
4、與其它技術相比，容易對庫容量較大的文庫進行篩選。
局限性
1、肽庫容量受大腸桿菌轉化效率影響，容量一般在109，高于此限制的較多基因將難以表達；
2、編碼多肽的基因帶有一定的密碼子偏愛性，限制了肽庫的復雜度；
3、噬菌體宿主大腸桿菌的生物合成系統有自身的限制因素，如缺乏氨基酸修飾、蛋白糖基化、不能合成D型氨基酸。
4、在噬菌體展示過程中必須經過細菌轉化、噬菌體包裝，有的展示系統還要經過跨膜分泌過程，這就限制了所建庫的分子多樣性。
5、不是所有的序列都能在噬菌體中獲得很好的表達，因為有些蛋白質功能的實現需要折疊、轉運、膜插入和絡合，導致在體內篩選時需外加選擇壓力。
應用范圍
Eg1：從HBx（肝癌相關抗原）單抗細胞中克隆重鏈可變區基因，重組入M13噬菌體，驗證表達產物具有活性，然后表達出單鏈抗體、單域抗體或嵌合抗體，為肝癌導向治療研究提供基礎。
Eg2：為解決非典型嗜血流感桿菌毒力因子表面蛋白混合寡糖LOS制備疫苗遇到的免疫原型弱的問題，用兔抗LOS篩選肽庫，得到4個一致性序列，其中3個與兔抗親和力高。用篩選得到的3個高親和力肽免疫兔得到的抗體對染病小鼠模型具有抗體保護性作用。