Il, avec Matthias Schleiden, a formulé la théorie des cellules , qui a déclaré que:
1. Tous les organismes vivants sont composés d'une ou plusieurs cellules.
2. La cellule est l'unité de base de la structure et de l'organisation dans les organismes.
3. Toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes.
Alors que Schleiden s'est concentré sur les plantes, Schwann a étendu la théorie pour inclure des animaux, après avoir observé que les tissus animaux étaient également composés de cellules.
Cette découverte a révolutionné notre compréhension de la vie et a jeté les bases de la biologie moderne.