17世纪发明了显微镜以后，人类将自己的视野扩大到肉眼难以看到的微小物质存在的世界。1665年英国科学家罗伯特·胡克（1635—1703）利用自行改制的放大倍数约为270倍的复式显微镜观察很薄的软木切片，其目的是为了对软木的重量、在水中所受浮力及其弹性等物理性质加以研究。透过显微镜，胡克看到这块簿软木片上呈现出非常清晰的大量的规则排列的小孔，型如蜂巢。胡克就将这些小孔叫做细胞（cell），意为“空室”。同年胡克出版了《始微图谱》，将已观察到的软小的显微结构予以发表。其实，胡克所观察到的并不是真正的细胞。而是已经死亡的软小细胞的细胞壁。1672年，英国植物学家纳赫米奇·格鲁（1641—1712）在《植物解剖学入门》一书中详细介绍了豆科植物种子的结构，说明了植物细胞的存在。而后，意大利生物学家马瑟尔·马尔皮基（1628—1694）首先提出了红细胞的概念。紧接着荷兰显微学家安图尼·冯·列文虎克（1632—1723）在细胞发现的领域做了一系列工作，1674年他开始对细菌和原生动物进行显微观察；1677年他利用观察结果描述了昆虫，狗和人等的精子；1684年他又准确地描述了血红细胞。受显微镜制造技术的限制，18世纪对细胞的没有多大进展。直到19世纪30年代末才开始系统地建立细胞学。
