Немецкий микробиолог. Родился в Клаустале. Окончил Гёттингенский университет (1866). В 1872 - 1880 работал санитарным врачом в Вольштейне, где организовал частную микробиологическую лабораторию. В 1885 - 1891 - профессор Берлинского университета и директор института гигиены, в 1891 - 1904 - директор основанного им института инфекционных болезней в Берлине.

Основные научные работы посвящены изучению возбудителей ряда болезней - сибирской язвы, холеры, туберкулеза, раневых инфекций. Открыл бациллу - возбудителя сибирской язвы и изучил (1876) цикл ее развития, впервые получил чистую культуру бациллы, доказал ее способность образовывать споры и установил их эпидемиологическое значение. В работе по этиологии раневых инфекций сформулировал три критерия определения связи заболевания с тем или иным микроорганизмом (триада Коха). Открыл возбудителей туберкулеза (палочка Коха; 1882), холеры, чумы рогатого скота, бубонной чумы и сонной болезни (1883 - 1907). Впервые выделил (1889, совместно с Ш. Китасато) чистую культуру возбудителя столбняка. Получил (1890) бактериальный препарат туберкулин, который применяется в диагностических целях. Описал кожную реакцию животного, сенсибилизированного к туберкулезным бактериям (феномен Коха). Выяснил (1905) этиологию туберкулеза. Разработал общие методы бактериологических исследований, в том числе метод культивирования микроорганизмов на биологических жидкостях и плотных питательных средах, метод дробных посевов (пластинчатые разводки), микрофотографирование бактерий. Один из основоположников современной бактериологии и эпидемиологии. Создал мировую школу бактериологов.

Иностранный член Петербургской АН (с 1884). Нобелевская премия по физиологии и медицине (1905). Его имя присвоено институту инфекционных болезней в Берлине.