父亲是俄罗斯帝国卫队的官员，也是乌克兰草原上的一名地主。他的母亲妮娃科维奇（英语：），则是一名信仰犹太教的犹太人，这使得他在犹太信仰的薰陶下长大。此外，从孩提时代开始，当他正在哈尔科夫的一所学校就读时，梅契尼可夫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