Les seves investigacions sobre citologia vegetal li permeteren de formular el concepte de meristema (regions embrionàries amb cèl·lules extraordinàriament actives), l’anomenada teoria micel·lar sobre l’estructura íntima de la fusta i una original visió de l’evolució orgànica, exposada a l’obra Mechanisch-physiologische Theorie der Abstammungslehre (‘Teoria mecanicofisiològica de l’evolució’, 1884).