結核は19世紀のヨーロッパで“白い死”と恐れられていた伝染病でした。当時はまだウイルスや細菌といった微生物の概念が一般には浸透しておらず、空気や遺伝が原因だと考えられていました。ロベルト・コッホは病巣から採取した組織を寒天培地で培養し、顕微鏡で観察するという当時最先端の方法を用いました。1882年、彼は結核患者の痰や臓器から共通して見つかる細長い菌を提示し、動物実験で病気を再現することで因果関係を証明しました。これは「病原体説」を力強く裏付け、人から人へうつることを明確に示した最初の例の一つです。その後、ツベルクリン検査やX線診断、抗菌薬開発へと研究が加速し、公衆衛生対策が大きく進みました。コッホの方法論は細菌学の標準手順となり、ペストやコレラなど他の感染症研究にも応用されました。こうした社会的インパクトが評価され、1905年のノーベル生理学・医学賞が授与されました。

結核菌（Mycobacterium tuberculosis）は抗酸菌に分類され、細胞壁にミコール酸を多量に含むため、通常のグラム染色では脱色されにくいという特性を持つ。コッホはフチジンブルーやメチレンブルーを改良したエールリッヒ式染色を導入し、加温フェノール処理と組み合わせることで抗酸菌を鮮明に可視化した。さらに、リーベン教授が開発した固形培地を改良し、低酸素・低栄養環境での緩慢な増殖を約3週間かけて観察した。彼はこの菌を兎やモルモットに接種し、肉芽腫形成や乾酪壊死が再現されることを示してコッホの4原則の雛形を作り上げた。1882年のベルリン生理学会講演は大きな反響を呼び、細菌学を臨床診断と結びつける決定的な事件となった。結核菌の同定により、サナトリウム療法の隔離原理が科学的根拠を得て、公衆衛生上のクラスター対策（換気、日光、消毒）が整備された。20世紀中頃にストレプトマイシンなどの抗生物質が登場するまで、予防と早期診断が唯一の制御策であり、コッホの知見は長期にわたり医療の指針となった。今日でもZiehl–Neelsen染色や培養法は標準診断に組み込まれている。分子生物学の発展によりPCRやゲノム解析が導入されたが、コッホの実験的因果推論は依然として感染症学の基盤である。結核菌の潜伏感染や多剤耐性株（MDR-TB、XDR-TB）など現代的課題を考えるうえでも、彼の業績は不可欠な歴史的出発点を提供している。

ロベルト・コッホは抗酸菌の可溶性抗原を濃縮するため、72°C加温下での塩酸加水分解とフェノール抽出を併用し、後にツベルクリンと命名されるプレパレーションを作製した。これは当初ワクチンとして期待されたが毒性が高く、かえって診断抗原として転用された経緯がある。コッホの菌分離手法は、Bismuth標準培地や後のLöwenstein–Jensen培地へと直線的に改良され、グリセロール添加がコロニー形成を促進することが示された。また、彼は暗視野顕微鏡を試験的に導入し、抗酸菌の運動性を否定する観察を報告した。病原体証明のための4条件（一定の存在、純粋分離、接種再現、再分離）を体系化したのは1890年のuntersuchungen論文であり、この枠組みは現在のメタゲノム解析後のin vivoモデル検証の議論にまで及んでいる。結核菌が好気性ATP合成を行う一方でダーマリニン経路による脂肪酸代謝を主軸とすることも初期に示唆し、これが潜伏期長期生存戦略の鍵だと後続研究に影響を与えた。さらに、コッホはスライドシール法やコロニー摘み取りによるサブカルチャーで、異型抗酸菌混入を極小化する無菌技術を開発した。その研究途上で開発されたガラスピペットや平板培地技術は後のペトリ皿、パスツールパイプの設計に波及している。1901年に発表した旅行記では、アフリカにおける結核流行とウシ型M. bovisの人獣共通感染を提起し、One Health概念の先駆を成した。これら一連の技術的・概念的イノベーションが、細菌学を独立した学問領域として確立させ、ノーベル委員会の高い評価を受けた。