巴斯德在1822年生於法國多爾鎮的一個普通工人家庭，早年生活貧困。巴斯德的父母節衣縮食，甚至不惜舉債讓巴斯德上完小學，後又支持他到巴黎上中學。
後來，巴斯德在聽了法國大化學家杜馬的學術演講之後，激起了從事科學學術研究的熱情，於是在1843年考入巴黎高等師範學院
後，他選擇化學專業進行攻讀。畢業後不久，巴斯德就在酒石酸結晶的研究中表現出卓越的才能，發表了兩篇學術論文，開創了對物質光學性質的研究。此後，他擔任了斯特拉斯堡大學的化學教授。
在1856年至1860年期間，他提出了以微生物代謝活動為基礎的發酵本質新理論，之後在1880年成功研製出雞霍亂疫苗和狂犬病疫苗等多種疫苗，並廣泛應用於預防多種疾病，他還發明瞭傳染病預防接種法，為人類和人類飼養的家畜、家禽防治疾病做出了巨大的貢獻。巴斯德的理論和免疫法引起了醫學實踐的重大變革，開創了醫學微生物學和微生物生理學的研究。
巴斯德對狂犬病疫苗的研究是他微生物研究事業的最高峰。狂犬病雖不是一種常見的疾病，但當時的死亡率為100%，一旦患上就沒有治癒的可能。1881年，巴斯德組成一個三人小組開始研製狂犬病疫苗。巴斯德一開始並不知道狂犬病是一種病毒病，但從科學實踐中他知道有侵染性的物質經過反覆傳代和乾燥，會減少其毒性。因此為了得到這種病毒，巴斯德經常冒著生命危險從患病動物體內提取病毒，並且將含有病原的狂犬病的延髓提取液連續接種到兔子的腦中使之傳代，後再將這些減毒的液體注射給狗。奇蹟發生了，狗居然沒有得病，以後這隻狗就能抵抗正常強度的狂犬病毒的侵染了。之後，巴斯德把多次傳代的狂犬病毒伴隨著兔的脊髓而一起取出後，就製成了原始的巴斯德狂犬病疫苗。
1885年7月6日，人們把一個被瘋狗咬傷14處的9歲男孩，送到了醫生那裡請求救治，醫生在診斷後宣佈他已經生存無望了。然而，當巴斯德給這個孩子注射了毒性減到很低的上述提取液之後，在經過兩週的時間後，這個小孩轉危為安了。
巴斯德是世界上第一個能從狂犬病中挽救生命的人。在1889年他最終發明了狂犬病疫苗，這是一種可以對人進行預防的接種技術，以成功地幫助人獲得對該病的免疫力。之後，其他科學家應用巴斯德的基本思想，先後發展出了能抵禦許多種嚴重疾病的疫苗。
巴斯德晚年致力於對年輕科學家的培養，關注傳染性疾病的研究和防治。巴斯德意識到許多疾病都是由微生物引起的，於是他建立起了細菌理論，從而為醫學、微生物學奠定了基礎，被認為是醫學史上最重要的傑出人物。
巴斯德後來還開創了法國的微生物工程。巴斯德是微生物學的奠基人，因而被後人譽為“微生物學之父”。
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