噬菌體展示技術由喬治-史密斯（George P. Smith）于 1985 年最早描述，他報道了在絲狀噬菌體（感染細菌的細長病毒）上展示肽的方法，即從一系列肽序列中將病毒的外殼蛋白與一種肽融合。1988 年，斯蒂芬-帕姆雷（Stephen Parmley）和喬治-史密斯描述了用于親和力篩選的生物淘篩（biopanning），并證明逐輪篩選可以富集出十億分之一或更少出現的克隆。1990年，吉米-司各特（Jamie Scott）和喬治-史密斯描述了在絲狀噬菌體上展示的大型隨機肽庫的創建過程。格雷格-溫特（Greg Winter）和約翰-麥卡弗蒂（John McCafferty）所在的分子生物學實驗室、理查德-勒納（Richard Lerner）和卡洛斯-巴巴斯（Carlos Barbas）所在的斯克里普斯研究所以及弗蘭克-布賴特林（Frank Breitling）和斯特凡-杜貝爾（Stefan Dübel）所在的德國癌癥研究中心的研究小組進一步開發和改進了噬菌體展示技術，用于展示治療蛋白質工程中的抗體等蛋白質。史密斯和溫特因開發噬菌體展示技術的貢獻而獲得了 2018 年諾貝爾化學獎的一半份額。1985 年，喬治-皮克澤尼克（George Pieczenik）要求優先權的一項專利也描述了肽庫的生成過程。

噬菌體抗體庫技術是目前應用廣泛的基因工程抗體制備技術，在人源抗體的克隆、抗體性能的修飾、抗體基因的研究等方面具有重要的理論和實用價值。抗體庫展示技術的篩選能力為其應用發展奠定了基礎。而能否從抗體庫中獲得預期的抗體受到很多因素的制約，包括抗體庫的存儲容量、多樣性、存儲條件、擴增和篩選流程等，篩選策略需要根據抗原的性質來確定。其他篩選策略的選擇依據如下文所述：

抗原性質明確時，使用固相篩選法和液相篩選法。

固相篩選法通過將抗原包被在酶標板或其他固相介質上來富集表達高親和性抗體的噬菌體。該法有兩種篩選方式：ELISA微孔板篩選和免疫試管篩選。當抗體庫容量較大，預期目標抗體的拷貝數較多，親和力較強且抗原來源豐富時，固相抗原篩選法最常用。固相篩選法的缺點有：消耗大量抗原、部分抗原與固相介質結合后會破壞表位、不易定量、對抗體親和力的選擇效果不佳。因此，在抗原有限等以上這些情況下可以選擇液相篩選法。

液相篩選法是在與親和素偶聯的磁珠或瓊脂糖上包被生物素化的抗原進行抗體篩選。液相篩選法的篩選效率高，增加了噬菌體顆粒與抗原接觸的機率，能有效地將數量少或親和力低的抗體從文庫中分離出來。通過多次篩選，可以得到表達高親和力抗體的噬菌體。

抗原無法純化或性質未知時，就需要開發新的篩選方法來建立噬菌體展示抗體庫。目前比較成熟的有細胞篩選方法、組織篩選或體內篩選方法、選擇感染篩選方法、蛋白質芯片篩選方法等。

細胞篩選方法可以保持抗原和抗體的天然構象，多用于腫瘤細胞抗體篩選，還適用于細胞表面受體及抗原鑒定。而由于細胞膜成分復雜，會增加非特異性結合，因此需要去除非特異性結合的背景。最常用的去除背景的方法是用不表達特異性抗原的細胞（空白細胞）預吸附抗體庫，去除非目標抗體（負選擇），然后用吸附的噬菌體結合目標抗體。靶細胞獲得靶細胞結合抗體（正選擇），經過幾輪“負選擇-正選擇-擴增”，針對靶分子的抗體噬菌體被富集。但多次篩選容易丟失特異性結合的抗體噬菌體，喪失多樣性。因此該方法的應用并不廣泛，在此方法基礎上開發了扣除篩選、競爭篩選、內化篩選等方法。

組織篩選或體內篩選方法多用于臨床研究。組織篩選方法是利用新鮮的組織切片進行抗體篩選，但由于組織本身抗原數量有限，限制了噬菌體抗體的回收效率。體內篩選方法是將待篩選抗體庫通過靜脈注射進小鼠體內，然后取出組織或靶器官，回收噬菌體，經過3-4輪的富集可得到特異性抗體。與體外篩選相比，此類組織和細胞處于天然的三維微環境中，篩選結果更加真實。但體內篩選效率低、篩選難度大、對文庫要求較高——通常要求文庫的多樣性達到10⁸-10⁹。同時，應盡量減少空噬菌體的含量。

選擇感染篩選法是將PⅢ蛋白的氨基端結構域（NT）用特定的多肽或蛋白替代，然后這些多肽或蛋白與帶有NT端的配基特異性結合時，才會有感染能力，因此在細菌細胞內繁殖富集，得到特異性抗體。

蛋白芯片篩選法利用高通量蛋白功能分析技術，將有大量不同種類的蛋白質點樣在載體上，可同時檢測這些抗原抗體的反應，通過掃描儀讀取熒光強度，可以利用計算機對待測樣品進行分析計算。蛋白質芯片不僅具有高通量的特點，還可以高靈敏性和低假陽性的篩選抗體。