Известный российский биолог, иммунолог и патолог, один из пионеров эволюционной эмбриологии Илья Ильич Мечников родился 15 мая 1845 года (3 мая по юлианскому календарю) в деревне Ивановка, расположенной в Харьковской губернии Российской империи (сегодня это территория Харьковской области Украины). В 1856 году он сразу был зачислен во второй класс 2-й Харьковской гимназии, которую окончил с золотой медалью.
Параллельно с гимназией Илья посещал курсы по сравнительной анатомии и физиологии в Харьковском университете, который ныне носит имя В. Н. Каразина, и в возрасте 19 лет завершил естественный факультет экстерном всего за два года.
В 1866 году Мечников защитил магистерскую работу, посвящённую этапам развития головоногого моллюска Sepiola, а в 1868 году получил докторскую степень за исследование ракообразных рода Nebalia. Благодаря своим успехам он получил стипендию и возможность совершенствоваться в лабораториях известных немецких учёных: зоолога и паразитолога Рудольфа Лейкарта, анатома и патолога Фридриха Генле, а также зоолога Карла Зибольда.
Главным направлением исследований молодого учёного была эмбриология средиземноморских беспозвоночных и насекомых. В Италии он сотрудничал с Александром Ковалевским, одним из основателей эволюционной эмбриологии.
Их совместные работы принесли им премию Бэра, учреждённую Петербургской Академией наук. В 1865 году, исследуя планарий (плоских червей), Мечников впервые описал процесс внутриклеточного пищеварения.
Посредством эмбриологических исследований он доказал общее происхождение позвоночных и беспозвоночных животных, изучая универсальные механизмы развития эмбрионов, находящихся на разных этапах эволюции.
Вместе с Ковалевским он стал одним из ведущих специалистов в области развития беспозвоночных. В 1867 году в Одессе Мечников получил должность приват-доцента в Новороссийском университете (ныне — Одесский национальный университет имени И.И. Мечникова).
С 1868 по 1870 годы он работал доцентом в Санкт-Петербургском университете, а в 1870—1882 годах занимал позицию ординарного профессора и возглавлял кафедру зоологии и сравнительной анатомии в Новороссийском университете.
Позже он ушёл в отставку, выражая несогласие с политикой руководства учебного заведения. В период с 1872 по 1874 год Мечников организовал три антропологические экспедиции на калмыцкие степи, а также проводил научные работы за рубежом, включая морские биологические станции в Италии и других странах.
Учёный столкнулся с воздействием различных инфекционных заболеваний на своём собственном опыте: в феврале 1881 года он ввёл себе кровь больного тифом, тяжело заболел, но смог выздороветь.
Существуют сведения, что он также пытался прививать себе чуму и другие болезни, однако достоверных подтверждений этому нет. Именно в начале 1880-х годов возникла фагоцитарная теория Мечникова, а также его интерес к иммунологии и воспалительным процессам.
Мечников стал первым, кто предположил и доказал, что специальные клетки, способные поглощать чужеродные частицы, выполняют не просто транспортную функцию.