细胞学说是由德国生物学家M.J．施莱登和T．施旺在1938年和1939年提出的。
从1665年英国物理学家R.．胡克发现细胞起，到1939年细胞学说的建立，经过了近三百年。其间，虽然观察了若干不同类型的细胞，然而并没有认识到所有动植物体都是由细胞组成，与施莱登和施旺时代的许多研究者对动、植物细胞及其内容开展广泛研究，已获得相当多的认识。在这样的背景下，施莱登在1938年概括出细胞学说的主要论点，提出植物是由细胞组成的，并且指出植物胚胎来自单个细胞。次年，施旺进一步加以充实和普遍化，指出所有动物组织不论是肌肉还是神经，是柔软还是坚硬由细胞组成，还进一步提出动物和植物的细胞从整体而言，结构上是相似的，细胞是生物体的功能单位。这两位学者的研究报告，使得细胞及其功能有了一个较为明确的定义，宣告了细胞学说基本原则的创立。细胞学说的建立有力地推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。恩格斯誉之为19世纪自然科学三大发现之一。
施莱登和施旺的细胞学说主要有三个方面内容：（1）细胞是有机体。一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成，动植物的结构有显著的一致性。（2）每个细胞作为一个相对独立的基本单位，既有它们“自己的”生命，又与其它细胞协调地集合，构成生命的整体，按共同的规律发育，有共同的生命过程。（3）新的细胞可以由老的细胞产生。
施莱登和施旺的细胞学说为19世纪细胞的研究指出了方向。然而，施莱登和施旺虽然正确地指出新的细胞可以由老的细胞产生，却提出了一个错误的概念即新细胞在老细胞的核中产生，由非细胞物质产生新细胞，并通过老细胞崩解而完成。由于这两位科学家的权威，使得这种错误观点统治了许多年。结实其他许多研究者的观察表明，细胞的产生只能通过由原选存在的细胞经过分裂的方式来完成，1858年德国病理学魏尔肖概括为“一切细胞来自细胞”的著名论断，这不仅在更深的层次上揭示细胞作为生命活动的基本单位的本质，而且通常被认为是对细胞学说的重要补充，甚至有人认为直至于此细胞学说才全部完成。
尽管细胞学说的某些部分已成为历史的陈迹，然而其中心思想仍广泛而深刻地影响了后来生物学的发展，任何生物学的重要问题都必须从细胞中寻求最后的解答。