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Il termine "cellula" fu coniato dal fisico Robert Hooke nel 1665. Osservando al microscopio delle fette sottili di sughero, Hooke identificò delle piccole strutture distinte, apparentemente vuote, simili a tante piccole celle, le stanze occupate nei conventi dai monaci^[1]. In realtà Hooke aveva osservato solo le pareti di cellule morte di sughero; non aveva infatti descritto né il nucleo né gli organuli cellulari.

Il primo ad aver osservato una cellula viva al microscopio è stato Antoni van Leeuwenhoek, il quale nel 1674 osservò in campioni di acqua, di cibo e di suolo dei microrganismi, ma di forma molto diversa l'uno dall'altro: alghe Spirogyrae e forse anche batteri^[2].

All'inizio del XIX secolo fra i naturalisti era molto diffusa la convinzione che costituente fondamentale degli organismi viventi fosse una specie di sostanza gelatinosa entro le quali poteva agire una supposta "forza vitale", e che le strutture visibili al microscopio fossero una solidificazione di tale sostanza. L'idea che le cellule fossero separabili in unità individuali fu proposta da Ludolph Christian Treviranus nel 1811^[3], Johann Jacob Paul Moldenhawer nel 1812^[4] e Henri Dutrochet; quest'ultimo nel 1824 poté formulare uno dei dogmi fondamentali della teoria cellulare moderna, ossia che la cellula è l'elemento fondamentale dell'organizzazione^[5]. In realtà anche Dutrochet non è riuscito a vedere i nuclei cellulari, per cui in passato si è sostenuto, sembra ormai senza fondamento, che le sue "cellules globuleuses" potessero essere immagini illusorie prodotte dai poco affidabili microscopi utilizzati nei primi anni del XIX secolo^[6].

Le basi della teoria cellulare furono poste verso il 1830: il perfezionamento dei microscopi, in particolare la correzione dell'aberrazione cromatica, anche grazie all'opera di Giovanni Battista Amici permise di trovare analogie fra formazioni diverse come la cartilagine dei tessuti animali e le cellule vegetali. Gli autori che fecero queste osservazioni furono, nel biennio 1838-1839, Matthias Jacob Schleiden^[7] e Theodor Schwann^[8], i quali sono considerati i veri ideatori della teoria cellulare per aver identificato nella cellula l'unità presente in tutti gli esseri viventi, piante (Schleiden) o animali (Schwann). In realtà Schleiden riteneva che l'organizzazione fosse frutto di una cristallizzazione spontanea di sostanze organiche inizialmente al di fuori dei confini cellulari (il protoplasma).

Fu infine Rudolf Virchow nel 1858 a concludere che ogni cellula nasce da un'altra cellula preesistente ("Omnis cellula e cellula")^[9].