— русский и французский биолог (микробиолог, цитолог, эмбриолог, иммунолог, физиолог и патолог). Лауреат Нобелевской премии в области физиологии и медицины (1908).

Один из основоположников эволюционной эмбриологии, первооткрыватель фагоцитоза и внутриклеточного пищеварения, создатель сравнительной патологии воспаления, фагоцитарной теории иммунитета, теории фагоцителлы, основатель научной геронтологии.

Почётный член Петербургской АН (1902). Окончил Харьковский университет (1864), специализировался в Германии у Р. Лейкарта и К. Зибольда, изучал эмбриологию беспозвоночных животных в Италии. Защитил магистерскую (1867) и докторскую (1868) диссертации в Петербургском университете. Профессор Новороссийского университета в Одессе (1870−82). Выйдя в отставку, в знак протеста против реакционной политики в области просвещения, осуществляемой царским правительством и правой профессурой, организовал в Одессе частную лабораторию, затем (1886, совместно с Н. Ф. Гамалеей) первую русскую бактериологическую станцию для борьбы с инфекционными заболеваниями. В 1887 покинул Россию и переехал в Париж, где ему была предоставлена лаборатория в созданном Л. Пастером институте. С 1905 заместитель директора этого института. Проживая до конца жизни в Париже, Мечников не порывал связи с Россией; систематически переписывался с К. А. Тимирязевым, И. М. Сеченовым, И. П. Павловым, Н. А. Умовым, Д. И. Менделеевым и др. У него специализировались и работали многие русские учёные, и сам он неоднократно приезжал в Россию.

Научные труды Мечникова относятся к ряду областей биологии и медицины. В 1866−86 Мечников разрабатывал вопросы сравнительной и эволюционной эмбриологии, будучи (вместе с А. О. Ковалевским) одним из основоположников этого направления. Предложил оригинальную теорию происхождения многоклеточных животных. Обнаружив в 1882 явления фагоцитоза (о чём доложил в 1883 на 7-м съезде рус. естествоиспытателей и врачей в Одессе), разработал на их основе сравнительную патологию воспаления (1892), а в дальнейшем — фагоцитарную теорию иммунитета ('Невосприимчивость в инфекционных болезнях', 1901 — Нобелевская премия, 1908, совместно с П. Эрлихом). Многочисленные работы Мечникова по бактериологии посвящены вопросам эпидемиологии холеры, брюшного тифа, туберкулёза и др. инфекционных заболеваний. Значительное место в трудах Мечникова занимали вопросы старения. Он считал, что старость и смерть у человека наступают преждевременно, в результате самоотравления организма микробными и иными ядами. Наибольшее значение Мечников придавал в этом отношении кишечной флоре. На основе этих представлений Мечников предложил ряд профилактических и гигиенических средств борьбы с самоотравлением организма (стерилизация пищи, ограничение потребления мяса, питание молочнокислыми продуктами). Конечной целью борьбы с преждевременной старостью Мечников считал 'ортобиоз' - достижение 'полного и счастливого цикла жизни, заканчивающегося спокойной естественной смертью' ('Этюды о природе человека', 'Этюды оптимизма', 1907). В ряде работ Мечникова затронуты многие общетеоретические и философские проблемы. В ранних трудах, посвященных вопросам дарвинизма ('Очерк вопроса о происхождении видов', 1876, и др.), Мечников высказал ряд идей, предвосхитивших современное понимание некоторых вопросов эволюции. Причисляя себя к сторонникам 'рационализма' ('Сорок лет искания рационального мировоззрения', 1913), Мечников критиковал религиозные, идеалистические и мистические воззрения. В общественно-политических вопросах Мечников был последовательным врагом мракобесия и деспотизма царского режима. Главную роль в человеческом прогрессе Мечников приписывал науке. Мечников создал первую русскую школу микробиологов, иммунологов и патологов; активно участвовал в создании научно-исследовательских учреждений, разрабатывающих различные формы борьбы с инфекционными заболеваниями; ряд бактериологических и иммунологических институтов СССР носило имя Мечникова. Почётный член многих зарубежных АН, научных обществ и институтов.

Умер в Париже 15 июля 1916 года в возрасте 71 года после нескольких инфарктов миокарда. Илья Мечников завещал своё тело на медицинские исследования с последующей кремацией и захоронением на территории Пастеровского института, что и было выполнено.