Médecin militaire, il fut conduit lors de ses mutations en Algérie a étudier les malades du paludisme. En 1880, il découvrit le parasite protozoaire responsable de la transmission de cette maladie. Il se spécialisa dès lors dans l’étude des maladies parasitaires, travaillant à la fin de sa vie à l’Institut Pasteur.
Il reçut en 1907 le prix Nobel de médecine et de physiologie pour ses travaux sur les protozaires.