Русский микробиолог, член - корреспондент Петербургской АН (с 1894). Родился в Киеве. Окончил Петербургский университет (1881). В 1885 -1891 находился в научной командировке во Франции и Швейцарии. В 1891-1912 заведовал отделом общей микробиологии института экспериментальной медицины в Петербурге (в 1902-1905 - директор). Позднее переехал во Францию и с 1922 до конца жизни заведовал Агробиологическим отделом Пастеровского института в Париже.

Основные научные работы посвящены вопросам общей и почвенной микробиологии. Впервые в исследованиях серо - и железобактерий применил (1889) метод избирательных (элективных) культур. Доказал, что существуют особые микроорганизмы (аноргоксиданты), получающие энергию в результате окисления неорганических веществ, и на основании этого открыл (1889-1890) процесс хемосинтеза у микроорганизмов. Впервые выделил из почвы и описал (1894) анаэробную азотфиксирующую бактерию, усваивающую молекулярный азот. Изучал процесс нитрификации. Разработал метод прямого счета микроорганизмов в почве. Развил современное представление о роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Один из основоположников современной общей и почвенной микробиологии.

Создатель экологического направления в микробиологии. Организатор Русского микробиологического общества (1903) и до 1905 его председатель. Почетный член Российской АН (с 1923), член Парижской АН, Лондонского королевского общества. Президиум АН СССР учредил премию его имени.