בזמנו של פסטר רבים האמינו שחיידקים ״נוצרים מעצמם״ בתוך מזון מתקלקל. פסטר הראה בניסויים מחוכמים שהם מגיעים מבחוץ, מהאוויר. הוא פיתח את הפסטור — חימום מבוקר שהורג חיידקים במשקאות ובחלב בלי לקלקל אותם — ועל שמו הוא נקרא.
פסטר פיתח גם חיסונים, ובהם נגד כלבת. ב־1885 הביאו אליו ילד בשם ז׳וזף מייסטר, שננשך על ידי כלב חולה. פסטר נתן לו סדרה של זריקות, והילד שרד. המכון שהקים בפריז, ״מכון פסטר״, חוקר מחלות עד היום. יחד עם הרופא הגרמני רוברט קוך, הוא נחשב לאבי ״תורת החיידקים״.