Мікробіологія - відносно молода наука, її історія налічує трохи більше 300 років. В історії мікробіології можна виділити три періоди: морфологічний, фізіологічний і сучасний.
З другої половини ХIХ століття почався бурхливий розвиток мікробіології - фізіологічний період. пов'язаний з ім'ям видатного французького вченого, хіміка за освітою, Луї Пастера (1822-1895). Основною заслугою Пастера є те, що він вперше пов'язав мікроорганізми з процесами, ними викликаються. Дослідження Пастера завершили багатовікову суперечку про можливість самовільного зародження життя. Він експериментально довів, що в поживних середовищах, в яких загинули мікроорганізми, життя не зароджується навіть при зіткненні з повітрям, якщо в останньому вони відсутні.
Пастор довів, що причина бродіння і гниття - мікроорганізми, що виробляють різні ферменти. Кожен бродильний процес має специфічного збудника; гниття викликається групою гнильних бактерій і т. д. З ім'ям Пастера пов'язано вирішення питання про мимовільне зародження життя на землі. Він експериментально довів, що при абсолютної стерильності живильних розчинів і виключення можливості подальшого забруднення ззовні в них неможлива поява мікробів і розвиток гниття. Життя виникає тоді, писав Пастер, коли мікроорганізми в живильний розчин проникають ззовні.
Пастер пояснив, що інфекційні хвороби мають мікробіологічну природу і виникають в результаті попадання в організм хвороботворних мікроорганізмів. Л. Пастер запропонував метод боротьби з інфекційними захворюваннями за допомогою щеплень. для яких застосовуються культури мікроорганізмів з ослабленим хвороботворним дією (вакцини).
Таким чином, Луї Пастер є основоположником всіх основних напрямків сучасної мікробіології.
І.І. Мечников (1845-1916) створив фагоцитарну теорію імунітету. заснованої на здатності клітин макроорганізму протистояти чужорідним тілам; встановив антагонізм між молочнокислими і гнильними бактеріями; працював зі збудниками інфекційних хвороб. У 1908 р йому була присуджена Нобелівська премія.
І. І. Мечников показав, що одним з найважливіших механізмів, що допомагають людині боротися з проникли в його організм хвороботворними мікробами, є клітинна захист. І. І. Мечников встановив, що білі кров'яні тільця - лейкоцити - захоплюють і пожирають мікробів, що проникли в тканини людського організму. На місці проникнення мікробів розвивається запальна реакція, а гній - це загиблі лейкоцити. Клітини, що пожирають мікробів, І. І. Мечников назвав фагоцитами (від грец. Phagos - пожирає, kytos - клітина). Розробці і доказу фагоцитарної теорії імунітету він присвятив 25 років життя і був удостоєний першої Нобелівської премії.
Багато уваги І. І. Мечников приділяв проблемі старіння організму. Він вважав, що гнильні мікроби, що живуть в товстому кишечнику людини, отруюють організм отруйними продуктами своєї життєдіяльності. Тому він пропонував використовувати для боротьби зі старістю антагоністичні взаємини мікробів. Замінивши гнильну мікрофлору кишечника на молочнокислу, яка знаходиться в кислому молоці, можна, як вважав І. І. Мечников, уникнути надходження в організм отруйних продуктів. Незважаючи на те що проблема старіння організму виявилася набагато складніше, ніж вважав учений, ідея використовувати один вид мікроба в боротьбі проти іншого (антагонізм) принесла суттєві плоди. Вона отримала блискуче втілення в застосуванні антибіотиків для лікування інфекційних хвороб.
С.Н. Виноградський (1856-1953) - основоположник грунтової мікробіології, встановив роль мікроорганізмів у кругообігу речовин в природі. Розробив методи виділення окремих груп мікроорганізмів з використанням елективних (виборчих) поживних середовищ.
Широко відомі дослідження Виноградського в галузі загальної та ґрунтової мікробіології. Він з'ясував участь мікроорганізмів у кругообігу речовин в природі. Вперше (1889) ввів в мікробіологічну практику елективні (виборчі) поживні середовища, які створювали умови для розмноження певного виду мікроба. Так, засіваючи пробу грунту в живильне середовище, що не містить азоту, В. вперше (1893) отримав культуру анаеробної спороносной бактерії Clostridium Pasteurianum, засвоює атмосферний азот. Йому належить відкриття явища хемосинтезу і опис найважливіших груп хемосинтезирующих бактерій. Ще в 1887 відкрив існування абсолютно особливою групи мікробів, здатних окисляти неорганічні сполуки і використовувати утворюється при цьому енергію на засвоєння вуглекислоти, що міститься в повітрі, що дає можливість мікроорганізмам розвиватися в середовищах, що не містять органічних речовин. До хемосинтезирующие мікроорганізмам відносяться:
- серобактерии, окислюють сірку;
- нитрифицирующие бактерії, що окислюють аміак у нітрити, а потім в нітрати;
- железобактерии, що переводять закісние з'єднання заліза в окисні, і ін.
Йому належить також серія робіт по мікробіології грунту. У них описані нові методи вивчення грунтової мікрофлори, зокрема метод прямого підрахунку клітин ґрунтових мікробів, забарвлених в препаратах. Застосування цього методу допомогло з'ясувати, що в грунті міститься набагато більше мікроорганізмів, ніж вважалося раніше. До цих робіт відносяться також дослідження Виноградського по фізіології аеробного азотфиксирующей бактерії - азотобактера, по аеробних целюлозним бактеріям і ін. Одним з перших вказав на необхідність вивчати мікроорганізми в умовах їх природного середовища існування і неодноразово підкреслював важливість подальшого розвитку екологічної мікробіології.