施萊登是律師出身，因對植物學有濃厚興趣而於1831年棄職學習植物學。1838年，發表《植物發生論》。在這篇論文中，他明確了細胞學的主要思想：細胞是所有植物結構的基本單位，植物發育的基本過程就是獨立的活的細胞不斷形成的過程。
把細胞學說從植物界擴展到動物界，並使其更具概括性和有更廣泛適用範圍的，是德國人施旺。1939年，施旺在《有關動植物結構與生長一致性的顯微鏡研究》一文中，給了細胞學說一個更完備的表述：所有的生物都是由細胞及細胞產物組成。他指出，細胞不僅是生物的構造單位，而且是生命的功能單位。並用“新陳代謝”這個詞來形容細胞內部所經曆的一切化學變化。
後來的生物學家在研究中，留意細胞的增殖的問題，並發現兩個子細胞的細胞核是由親細胞的細胞核分裂產生的。
19世紀時，科學家們為了更清楚地觀察細胞，在顯微鏡製片、固定劑、染色劑以及生物切片技術等觀測手段上取得了更大的進展，細胞學說在新的技術條件支持下，獲得了更大的進步與發展。生物科學家們從細胞學說出發開辟了一個又一個新的研究領域。
其中最重要、影響最深遠的是細胞遺傳學的建立。1848年，霍夫梅斯特從細胞中發現染色體無疑具有革命性的意義。早期的細胞遺傳學者即在此基礎上，著重研究分離、重組、連鎖、交換等遺傳現象及染色體行為的遺傳學效應。