兴领域细胞生物学的科学家使用功能增强的显微镜和新的染色方法，很快就发现即使是单一的细胞都不是早期显微镜学家所描述的填充单一液体的细胞腔那么简单。罗伯特·布朗在1831年描述了细胞核。到19世纪末，细胞生物学家们鉴定了其它的一些细胞结构：染色体、中心体、线粒体、叶绿体以及其它通过染色可以见到的结构。1874年至1884年期间， 华尔瑟·弗莱明描述了有丝分裂的分离阶段，表明了这并非染色引起的而是确实发生在活细胞中，此外染色体在分裂前数量加倍并产生子细胞。大量细胞增殖的研究结合在一起并形成奥古斯特·魏斯曼的遗传理