病毒的结构非常简单，仅由核酸以及包裹在外面的胶囊状蛋白质构成。增殖所需的机制，则依靠于利用被寄生细胞内的物质。因为当时的细胞培养技术还不成熟，所以噬菌体这类寄生在微生物身上的病毒在操作上比较容易。
德尔布吕克进展顺利
德尔布吕克刚来到美国的时候，也使用果蝇开展过研究，但生物分析并没有他这位理论物理学研究出身的学者想象的这么简单。
德尔布吕克想找到一种更简单的实验体系。在他的设想中，需要找到像是量子力学中的氢原子或是电子那么简单的物质。他发现的正是寄生在大肠杆菌内的噬菌体。他在培养皿内铺开一面白色的大肠杆菌上撒下适当稀释过的噬菌体溶液后，培养皿内出现了许多小斑点。
这是大肠杆菌被噬菌体溶解后形成的（被称作“噬菌斑”）。通过统计噬菌斑的数量，就能推断出感染大肠杆菌的噬菌体数目。大肠杆菌培养起来快速方便，被噬菌体溶解后几个小时内就能够观察到，速度很快。如果安排得当，一天可以重复实验两到三次。
通过这种极为简便且高效的实验体系，德尔布吕克接连取得了许多成果。他利用自己研究物理学时积累下的经验（统计和分布对他来说轻而易举）来分析噬菌体的性质。