Изучение ферментации (брожения) вина привело Пастера к идее о невозможности спонтанного самозарождения. Это была излюбленная тема тогдашних философов и метафизиков. Вопрос, коротко говоря, заключался в следующем: все ли живые существа возникают из семян и яиц, в которых жизнь уже существует, или жизнь может возникать в косной материи, то есть спонтанно зарождаться? Преобладало мнение о том, что спонтанное зарождение возможно и что блохи, вши, мухи и черви самостоятельно зарождаются из неживой материи гниющих органических веществ. Изобретение микроскопа позволило увидеть бактерии, и многие философы и метафизики стали считать, что и эти микроорганизмы способны к самозарождению из неживой материи. Пастер решил проблему самозарождения, поставив контролируемый эксперимент. Он наполнил две емкости способным к ферментации раствором. Содержимое одной емкости он вскипятил, убив тем самым там все живое, и запечатал емкость так, чтобы в нее не попадала пыль. Жидкость в контрольной емкости он тоже вскипятил, но после кипячения не стал запечатывать, то есть пыль могла свободно попадать во вторую емкость. Жидкость могла свободно бродить под воздействием дрожжей и бактерий, которые проникали в вино вместе с пылью и начинали размножаться в благоприятных условиях. Жидкость в первой емкости осталась стерильной. Жизнь в ней не возникла. Таким образом, Пастер установил, что живые организмы не возникают спонтанно из неживой материи. Он также показал, что организмы, вызывающие брожение или гниение, должны быть занесены в раствор из наружных, внешних, источников. Иными словами, непременным условием начала брожения или гниения является предварительное присутствие в растворе инфицирующих микроорганизмов.
Вооружившись этими идеями, Пастер вернулся к изучению испорченного вина. Исследовав вино, он обнаружил в нем бактерии. Теперь он мог сказать производителям вина: «Эти крошечные, похожие на палочки тельца (бактерии) являются причиной болезни ваших вин. Они попадают в вино из воздуха, и если условия в вине оказываются для них благоприятными, то они начинают размножаться и расти, то есть вызывать нездоровую ферментацию так же, как дрожжи вызывают здоровое брожение». Далее Пастер показал, что микроорганизмы, вызывающие болезнь вина, можно убить нагреванием. Процесс нагревания до температуры, достаточной для того, чтобы убить бактерии, но недостаточной для того, чтобы испортить напиток, называют теперь пастеризацией. В наши дни пастеризации по большей части подвергают молоко. После того как было установлено, что инфекционные болезни человека, по сути, ничем не отличаются от «нездоровой ферментации» вина, было также обнаружено, что молоко часто бывает источником заражения туберкулезом, брюшным тифом, септической ангиной и другими болезнями.
Следующим объектом внимания Пастера стала болезнь шелковичных червей. Так же как в случае болезни вина, болезнь шелковичных червей была для Франции серьезной экономической проблемой, так как производство шелка было одной из главных отраслей промышленности Франции начиная с эпохи Генриха IV. В 1849 году среди шелковичных червей разразилась настоящая эпидемия, вследствие которой ежегодные доходы от продажи шелка уменьшились с пяти миллионов долларов до трети миллиона. Шелкоткацкая промышленность всего мира оказалась под угрозой уничтожения, ибо из Франции болезнь распространилась на Испанию, а оттуда перекинулась на Турцию, Сирию и Китай. По просьбе правительства Франции Пастер занялся изучением причины болезни. В течение пяти лет Пастер работал над этой проблемой, применяя трудоемкие и кропотливые научные методы. В конце концов он открыл, что шелковичные черви страдали двумя инфекционными болезнями; в обоих случаях были предложены профилактические меры – и отрасль была спасена.
В течение всех пяти лет Пастера нещадно критиковали за медлительность; но, несмотря на критику и тяжелую болезнь, он продолжал упорно работать. За то время умерли две дочери Пастера, а сам он был частично парализован. Французское правительство обеспечило его первоклассной лабораторией и положило жалованье в пятьсот долларов в год. Эта забота помогла ему выдержать превратности судьбы, но наибольшее удовлетворение принесло ему полученное в то время письмо Листера. Листер ввел в хирургическую практику антисептику и тем самым произвел в хирургии революцию. Листер писал Пастеру, что антисептика стала приложением открытых им причин брожения и порчи вина. Листер считал, что раневая инфекция возникает по той же причине, что и болезнь вина.
Только в 1875 году Пастер наконец принялся за изучение заразных болезней животных. Так же как в случаях болезней вина и шелковичных червей, тому были веские экономические причины.