發明預防接種方法而聞名，為第一個創造狂犬病和炭疽的疫苗的科學家。

發明「旋光性原理」，這種旋光性的發現對許多不對稱分子的研究，如：聯合結晶學、化學、光學…把化合物的結晶型態、化學組成及對偏極光的反應關系做了一個重大的進展

巴斯德首先研究了酒的發酵過程。他發現發酵是因為微生物（酵母菌）的增長造成的。酒變酸和發酵類似，不過是由不同的微生物引起的。巴斯德的發現改變了以往認為微生物是發酵的產物，發酵是一個純粹的化學變化過程的錯誤觀點。同時，巴斯德通過大量實驗提出：環境、溫度、pH值和基質的成分等因素的改變，以及有毒物質都以特有的方式影響著不同的微生物。他隨後創立了“巴斯德消毒法”（60~65攝氏度作短時間加熱處理，殺死有害微生物的一種消毒法）並應用在各種食物和飲料上。

1862年，巴斯德經多次實驗，終於以鵝頸瓶進行實驗，證明煮沸的肉湯內，不會增長細菌；因此否定認為「生物隨時可由非生物發生」的自然發生說（無生源論、自生論）。他提出「一切生物來自生物」的結論（即生源論），是第一位了解微生物存在於食物中及其作用的科學家。證明其不是由腐敗的物體產生，而是細菌將物體腐化，打破了牛頓等人長久以來的觀點。

每一種傳染病都是一種微菌在生物體內的發展：由於發現並根除了一種侵害蠶卵的細菌，巴斯德拯救了法國的絲綢工業。

1857年發表的“關於乳酸發酵的記錄”是微生物學界公認的經典論文。

巴斯德發現了疫苗和細菌的關系。
因為在他的研究中，他發現了疫苗有抵抗疾病的作用，而這種作用是通過疫苗裡的細菌來實現的。
因此，他成為了現代疫苗的奠基人之一，並開闢了預防疾病的新領域。
同時，他還在細菌學方面做出了許多其他的貢獻，比如證明了狂犬病是由細菌感染引起的，將滅菌術引入手術室，開創了微生物學的先河。

巴斯德發明了巴氏消毒法以及防止手術感染的方法,發現了微生物的類型、習性、營養、繁殖和作用,還發現了乳酸菌、酵母菌。