Vers 1838, Matthias Schleiden découvrit que tous les tissus végétaux qu'il examinait au microscope étaient composés de cellules. Il fut le premier à faire une déclaration générale à leur sujet, déclarant que toutes les parties des plantes étaient composées de cellules. De plus, il a dit que les embryons de plantes poussaient à partir de cellules uniques. Il était également un des premiers évolutionnistes, émettant des hypothèses sur la possibilité d'une évolution à grande échelle au fil du temps chez les plantes.
Les découvertes de Matthias Schleiden ont été des étapes majeures dans la formation de la théorie cellulaire, bien qu'il ne s'agisse pas des premières découvertes de cellules. La première vraie découverte de cellules végétales, bien que sans importance, a été faite par Robert Hooke en 1665. Il a découvert que les morceaux de liège étaient composés d'une multitude de minuscules chambres creuses. Ce n'étaient que les parois cellulaires qui étaient visibles, à cause de la façon dont les cellules de liège meurent et se creusent. En 1670, Anton van Leeuwenhoek a observé et décrit des organismes unicellulaires dans l'eau des étangs.
Theodor Schwann a tiré la même conclusion sur les animaux et les cellules en 1839 que Schleiden sur les plantes. Sa conclusion est venue de l'observation de structures semblables à des cellules incrustées dans le cartilage. Il a en outre formulé l'idée que tous les organismes sont composés principalement de cellules et que les cellules sont l'unité de base de toute vie. Ce fut le premier véritable énoncé de la théorie cellulaire.
