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Inventor del primer microscopio simple.
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Considerado como el padre de la Histología, descubrió conexiones entre capilares arteriales y venosos pulmonares explicando la oxigenación que ocurría en los vasos sanguíneos.
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Publicó su obra "Micrographia" que relata 57 observaciones microscópicas de minerales, vegetales y animales. Además, acuñó el término célula.
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Fabricó microscopios propios con poder de hasta 500x de amplificación. Con los cuales observó diversas células eucariotas (protozoos, nemátodos y espermatozoides) y células procariotas (bacterias)
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Presentó trabajos experimentales con órganos corporales a los que sometió múltiples manipulaciones físicas y químicas. Además, pudo clasificar 21 tipos de tejidos.
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Considerado el Padre de la Patología Moderna, publicó "Ommis cellulla e cellula" donde postulaba que todas las células provienen de otras células. También demostró que toda enfermedad tiene su origen celular y desarrolló la clasificación básica del tejido celular.
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Estudio el tejido y funciones nerviosas, mediante cortes histológicos teñidos con cromato de plata (proceso de tinción publicado posteriormente). Con esta tinción pudo evidenciar las formaciones neuronales y las conexiones dendríticas.
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Creador del microscopio electrónico, el cual permitía alcanzar perfiles hasta 5000 veces superiores a los de los microscopios ópticos.