就已经对博物学有着浓厚的兴趣。在查尔斯·达尔文的着作《物种起源》出版之后，他更热切的相信达尔文关于演化的理论。而且他也喜欢植物学与地质学。后来他前往哈尔科夫大学学习博物学，并且在两年之内，就完成了原本应该要花费四年的学业。大学毕业之后，他又到德国研究北海黑尔戈兰岛的海洋动物群。然后又先后进入吉森大学、哥廷根大学与慕尼黑学院深造。1867年，他回到俄罗斯帝国，担任奥德萨大学的讲师。不久之后，在圣彼得堡大学得到一个教职。到了1870年，梅契尼可夫重回奥得萨大学，并成为一位动物学与比较解剖学的荣誉教授。