Le pain constitue la base de l'alimentation dans la civilisation occidentale depuis plus de 7 000 ans, mais c'est sous forme d'une galette plate, non fermentée, qu'on le consomma d'abord.
On croit que c'est en Egypte, il y a près de 3 000 ans, que le pain fermenté a fait son apparition, accidentellement comme la plupart des fermentations alimentaires. On se serait aperçu que la pâte à pain (mélange de farine et d'eau) préparée longtemps à l'avance contenait des bulles de gaz qui, après cuisson, rendaient le pain plus léger.
Ce sont les micro-organismes déjà présents dans la farine, plus précisément les levures, qui furent longtemps les seuls responsables de la fermentation de la pâte à pain. On appelle levain la flore microbienne naturelle de la farine dont la multiplication s'effectue généralement dans un mélange de farine et d'eau.
 Dans le levain, les levures sont les principales responsables de la levée de la pâte, mais les bactéries lactiques hétérofermentaires qu'on y trouve en abondance y concourent également (production de gaz carbonique dans la fermentation hétérolactique).
Ces bactéries jouent également un rôle important dans la saveur particulière du pain au levain.
Au Moyen Âge, certains boulangers constatèrent que l'ajout de levure de bière (Saccharomyces cerevisiœ) à la pâte, en plus du levain, accélérait beaucoup la fermentation et permettait de former des pains plus légers.
Le pain sans levain, fermenté uniquement par la levure introduite, apparut au milieu du siècle dernier et se généralisa progressivement.
Aujourd'hui, on utilise des souches de Saccharomyces cerevisiœ sélectionnées pour cet usage (levure du boulanger) ; elles sont plus performantes pour ce qui touche la production gazeuse. L'ensemencement massif de levures, qui est souvent pratiqué, accélère énormément la levée de la pâte, mais supprime toute possibilité pour la flore lactique naturelle de se manifester.
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