В 1864 году к Пастеру обратились французские виноделы с просьбой помочь им в разработке средств и методов борьбы с «болезнями вина» — изменениями его вкуса, прозрачности, запаха и других свойств. В частности, мадам Бусико — вдова  — передала на нужды исследований около 100 000 франков. Итогом работы учёного стала монография 1866 года «Исследование о вине». Пастер выдвинул следующие теоретические и практические постулаты: для улучшения качества вина необходимо регулировать жизнедеятельность микробов, ибо нет болезней вина, возникающих без участия микроорганизмов. Пастер доказал, что различные заболевания вызываются разными микроорганизмами; следовательно, если вино и бутылки нагреть до , то вино не будет портиться и выдержит продолжительную транспортировку. Впоследствии этот метод был назван пастеризацией. Употребление различных рас винных дрожжей напрямую сказывается на качестве вина, причём для получения высококачественных сортов необходимо, чтобы поверхность бродящего вина соприкасалась с воздухом. В процессе своих исследований Пастер обнаружил и бактерии, образующие споры, что делало их чрезвычайно устойчивыми к длительному кипячению, воздействию солнечных лучей и др. В связи с этим Пастер предложил новый способ стерилизации — жидкостей паром в под давлением, а твёрдых предметов при сухим жаром. Для этого использовался так называемый «папенов котёл», от которого произошли современные автоклавы. Пастер даже провёл специальные эксперименты, пригласив виноделов и специалистов-сомелье, чтобы оценить изменение вкуса пастеризованного и непастеризованного вина. Примечательно, что почти все они предпочли пастеризованное вино; тем не менее в современном виноделии процесс пастеризации почти не применяется, и для сохранения вина используются сульфиты. На Всемирной выставке 1867 года Пастер за свой метод предохранения вина удостоился золотой медали.