Han er mest kjent for arbeidet med celleteorien, der han kom fram til at alle celler stammer fra andre celler, og ikke blir til ved spontan generasjon. Før dette var den vanlige oppfatningen at organismer kunne oppstå av ikke-levende materiale. For eksempel trodde man at makk oppstod på råtten kjøtt av seg selv. Italieneren Francesco Redi motbeviste at dette ikke stemte. Redis arbeid gav opphav til regelen "alt levende kommer fra levende".