Биолог и патолог, один из основоположников сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии и иммунологии, создатель парижской научной школы российских бактериологов и иммунологов; почетный член Петербургской АН (1902).

Окончил Харьковский университет (1864). В 1870-82 гг. - профессор Новороссийского университета (Одесса). В 1886 г. организовал (совместно с Н. Ф. Гамалеей и др.) бактериологическую и антирабическую лабораторию (пастеровскую станцию) в Одессе - 2-ю после парижской и 1-ю в России.

В связи с постоянными препятствиями в научной карьере (играли свою роль принципиальность в отстаивании передовых научных взглядов, «неблагонадёжность» и еврейское по материнской линии происхождение) эмигрировал из России. С 1888 г. - руководитель лаборатории в парижском Пастеровском институте; с 1905 г. одновременно –заместитель директора института.

Труды охватывают многие области и проблемы биологии и медицины. Открыл явление фагоцитоза (1883), в книге «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» (1901) изложил клеточную теорию иммунитета; показал, что иммунологические закономерности имеют общебиологический характер и не ограничены инфекционной патологией, что создало предпосылки для развития неинфекционной иммунологии.

Предложил теорию происхождения многоклеточных организмов. Разрабатывал проблемы этиологии и эпидемиологии инфекционных болезней (холера, чума, брюшной тиф и др.; первым провёл экспериментальное заражение сифилисом человекообразных обезьян, 1903); старения человека и долголетия («Этюды о природе человека», 1904).

Нобелевская премия за разработку теории иммунитета (1908; совместно с П. Эрлихом). Среди мн. учеников Мечникова - А. М. Безред-ка, Г. Н. Габричевский, Л. А. Тарасевич, В. А. Хавкин.