Demostrà la penetració de diversos bacteris a través dels teguments animals. Descobrí els esporozous paràsits dels glòbuls sanguinis.
Recollí una gran col·lecció d’animals nord-americans, i fou director del museu d’història natural de Nova York. Entre les seves obres cal citar A History of North American Birds (‘Ressenya dels ocells nord-americans’).
Fou professor d’embriologia comparada al Collège de France. Descobrí els cromosomes politènics a les cèl·lules de les glàndules salivals de les larves de Chironomus.
Llicenciat en ciències naturals per la Universitat de Barcelona (1943), es doctorà a la Universitat Complutense de Madrid (1950) amb una tesi sobre entomologia. Treballà com a investigador al Consell Superior d’Investigacions Científiques CSIC (1950-87) i com a docent a les universitats de Barcelona i Navarra. L’any 1963 fundà el Centro Pirenaico de Biología Experimental de Jaca, del qual fou director durant vint anys. Dirigí també l’Instituto de Estudios Pirenaicos (1966-84) i formà part de diversos comitès científics i institucions.
Les seves obres Development of the Elasmobranch Fishes (1878) i, sobretot, Comparative Embryology (1880-81), són aportacions importantíssimes a l’embriologia del seu temps. Creà una càtedra de morfologia animal a Cambridge, on era lector des del 1876, però no l’arribà a ocupar perquè morí en una escalada al Mont Blanc.
Procedia d’una família de cirurgians-barbers. El 1778 aprovà a València el grau per a exercir la cirurgia i ensenyar l’àlgebra. Fou nomenat consultor de l’exèrcit i destinat a l’armada. Féu tres viatges a Mèxic (el primer el 1781), i hi estudià la matèria mèdica i vegetal de Nova Espanya.
Acompanyà Cook en el seu primer viatge en l’"Endeavour” (1768-71), durant el qual recollí un gran nombre d’exemplars i estudià la fauna d’Austràlia i de Nova Zelanda. Participà en d’altres expedicions, entre les quals cal remarcar la que féu a Islàndia (1772). Fou president de la Royal Society el 1778.
La seva obra més important és la Flora de las Islas Baleares (1879-81), que és seguida d’un vocabulari on són recollits els noms vulgars d’un gran nombre de plantes balears; encara avui és una obra bàsica per al coneixement botànic de les Illes Balears. També són d’interès els seus catàlegs faunístics de les Illes, especialment el d’ocells. En medicina, fou un adepte de la frenologia propugnada per Marià Cubí.