17世紀發明了顯微鏡以後,人類將自己的視野擴大到肉眼難以看到的微小物質存在的世界。1665年英國科學家羅伯特胡克(1635-1703)利用自行改製的放大倍數約為270倍的複式顯微鏡觀察很薄的軟木切片,其目的是為了對軟木的重量、在水中所受浮力及其彈性等物理性質加以研究。透過顯微鏡,胡克看到這塊簿軟木片上呈現出非常清晰的大量的規則排列的小孔,型如蜂巢。胡克就將這些小孔叫做細胞(cell),意為“空室”。同年胡克出版了《始微圖譜》,將已觀察到的軟小的顯微結構予以發表。其實,胡克所觀察到的並不是真正的細胞。而是已經死亡的軟小細胞的細胞壁。1672年,英國植物學家納赫米奇格魯(1641-1712)在《植物解剖學入門》一書中詳細介紹了豆科植物種子的結構,說明了植物細胞的存在。而後,意大利生物學家馬瑟爾馬爾皮基(1628-1694)首先提出了紅細胞的概念。緊接著荷蘭顯微學家安圖尼馮列文虎克(1632-1723)在細胞發現的領域做了一係列工作,1674年他開始對細菌和原生動物進行顯微觀察;1677年他利用觀察結果描述了昆蟲,狗和人等的精子;1684年他又準確地描述了血紅細胞。受顯微鏡製造技術的限製,18世紀對細胞的沒有多大進展。直到19世紀30年代末才開始係統地建立細胞學。