У формуванні гігієнічної науки вирішальну роль зіграло поява нового типу закладів - лабораторій (в середині 19 століття). Для виникнення лабораторії необхідний був
певний рівень розвитку природознавства, в першу чергу фізіології, хімії і мікробіології. Оформилася у 2-й половині 19 століття мікробіологія разом з імунологією та эпидемиологией дали можливість вивчити і розробити шляхи попередження масових інфекційних хвороб, в минулому призводили до високої захворюваності і смертності.
Історична роль у становленні мікробіології належить дослідженням французького хіміка Л. Пастера (1822 - 1895). В процесі робіт по обслуговуванню сільського господарства і промисловості (скисання вина і пива, хвороби шовковичних черв'яків і ін)
Пастер почав вивчати процеси бродіння (1857). Працюючи над поставленим Академією наук в дискусійному порядку темою про можливість самозародження, Пастер підійшов до вивчення мікроорганізмів. У 1879 р. їм відкритий збудник курячої холери. Ще до цього Ф. А. Брауэлль в Дерпті (Тарту), К. Давен (Франція) виявили в крові тварин і людини паличкоподібні мікроорганізми при сибірській язві (1855 - 1856); О. Обермейер (Німеччина) відкрив у 1868 р. збудник поворотного тифу - спирохету, Ф. А. Леш (Росія) у 1875 р. - збудника амебної дизентерії, А. Нейссер (1879, Німеччина) - гонокока. У 1880 р. Р. Ганзен (Норвегія) описав бацилу прокази. У 1882 р. Кох (Німеччина) відкрив збудника туберкульозу - «бацилу Коха», а в 1883 р. - холерний вібріон. У 1883-1884 рр. Е. Клебс і Ф. Леффлер (Німеччина) виділили паличку дифтерії. У 1887 р. О. Н. Петерсен (Росія) описав збудника м'якого шанкра. Відкриття збудників слідували одне за іншим: настала так звана мікробіологічна ера в медицині. Спостереження над біологією та умовами розвитку мікробів відкрили можливість отримання вакцин і сироваток для запобіжних і лікувальних щеплень. У 1881 р. Пастер отримав вакцину проти сибірки. Метод виготовлення сибіреязвенной вакцини самостійно розробив російський вчений Л. С. Ценковській (1882-1887).
У 1885 р. Пастером були проведені перші щеплення проти сказу - лікувальні та запобіжні. Майже за 100 років до цього - в 1796 р. - Е. Дженнер (Англія, 1749-1823) вперше провів щеплення коров'ячої віспи (звідси термін «вакцина»), У 1889-1892 рр. Е. Берінг (Німеччина), С. Китасато (Японія), Е. Ру (Франція) розробили і ввели у вживання лікувальну щеплення проти дифтерії, різко знизила смертність при цій хворобі. Виявлення в 70-90-х роках 19 століття збудників багатьох інфекційних хвороб, введення в ужиток запобіжних і лікувальних щеплень змінили умови боротьби з поширеними інфекційними хворобами, дали нові можливості для їх попередження.
Інститут Пастера в Парижі був заснований у 1888 р. Інститут грав і продовжує грати провідну роль у вивченні проблем мікробіології та імунології. Визначне місце в діяльності інституту займали російські вчені на чолі з В. І. Мечниковим (див. нижче).
У розвитку епідеміології за кордоном в 19 столітті виділялася діяльність німецьких вчених Р. Коха (1843-1910) і М. Петтенкофера (1818-1901). З питання про шляхи поширення холери і черевного тифу вони стояли на протилежних позиціях. Кох і його послідовники (К. Флюгге та ін) вважали, що передача кишкових інфекційних хвороб відбувається переважно через питну воду. Петтенкофер розвивав так звану грунтову, або локальну, теорію; переважне значення він приписував стану і рівня ґрунтових вод у даній місцевості. У зв'язку з цим розходженням різко розрізнялися пропонувалися ними і їхніми прихильниками заходи проти епідемій.
У Росії після Л. С. Ценковского чільне місце в мікробіології та епідеміології зайняли роботи Р. Н. Мінха (1835 - 1896). Разом з О. О. Мочутківським (1845 - 1903) Р. Н. Мінх в Одесі в 1874 р. сміливими щепленнями собі крові хворих і подальшими дослідженнями вперше довів передачу поворотного і висипного тифов комахами (на 35 років раніше спостережень Ш. Николля в Алжирі). Р. Н. Минху належать також дослідження чуми, прокази, сибірської виразки. Р. Н. Габричевский (1860-1907) у 1892 р. першим у Росії почав викладати бактериологию в якості самостійного предмета, розробив методику виготовлення та застосування протидифтерійної сироватки, запропонував вакцинацію проти скарлатини (пізніше підтверджено й знову запропоновано подружжям Дік в США) і ін
