現在科學家大多一般認為，可以把生物科學的發展分為3個階段。
（1）19世紀以及更早的時期，主要以形態描述為主的生物科學時期；
（2）20世紀的前半個世紀，主要以實驗為主的實驗生物學時期；
（3）從20世紀50年代至今，由於DNA雙螺旋結構的發現與中心法則的確立，開始進入了精細定性與定量的現代生物學時期。
從研究內容來看這三個時期可以理解為：顯微水平、超微水平和分子水平。
細胞學的發展一般經歷了以下幾個時期：
發現細胞的時期
1665 年，英國的物理學家胡克 (R. Hooke) 用自製的顯微鏡觀察了軟木 ( 櫟樹皮 ) 和其他植物組織，第一次描述了植物細胞的構造。這是人類第一次看到細胞輪廓，人們對生物體形態的認識首次進入了細胞這個微觀世界。
1674年(A.V.Leeuwenhoekia) 用自製的高倍放大鏡先後觀察了池塘水中的原生動物、動物的精子，在蛙魚的血液中發現了紅細胞；並且描述了細胞核的結構。
同一時期，義大利的M.Malpighi與英國的N.Grew注意到了植物細胞中細胞壁與細胞質的區別。
此後對細胞的資料雖然不斷增加，但是在長達170多年的歷史中，人們並沒有進行科學的概括和系統理論的闡述。
細胞學說的建立
1838-1839 年，德國植物學家施萊登 (M.J.Schleiden) 和動物學家施旺(T · Schwann) 根據自己研究和總結前人的工作，首次提出了細胞學說(cell theory) 。他們認為「一切生物從單細胞到高等動、植物都是由細胞組成的；細胞是生物形態結構和功能活動的基本單位」。
其後，恩格斯把細胞學說、能量轉換與守恆定律以及達爾文的進化論並列為19世紀自然科學的」三大發現「。
」細胞學說「提出後的十幾年中，迅速推廣到了許多領域的研究，對當時的生物學發展起到了巨大的促進和指導作用。」細胞學說「的創立也是細胞學發展史上的一個重要裡程碑，此後細胞學很快發展成為一門新的獨立學科，並成為細胞生物學發展的起點。
細胞學的經典時期從 19 世紀中葉到 20 世紀初葉，這一時期細胞學得到蓬勃發展，各種細胞器和細胞分裂活動相繼被發現，其研究方法主要是顯微鏡的形態描述，這以時期被稱為細胞學的經典時期。期間出現了很多理論：
1、原生質理論的提出
1861年由舒爾策(Max Schultze)提出， 他認為有機體的組織單位是一小團原生質，這種物質在一般有機體中是相似的。並把細胞明確地定義為：「細胞是賦有生命特徵的一團原生質，其中有一個核」。1880年Hanstain將細胞概念演變成由細胞膜包圍著的原生質， 分化為細胞核和細胞質。這一重要的基本概念的深化，極大促進了人們對細胞研究的過程。
2、細胞分裂的研究
細胞分裂1841年R.Remak發現了雞胚細胞的直接分裂，後來 W.Flemming在動物細胞中和E.Strasburger在植物細胞中相繼發現了有絲分裂，並證實有絲分裂的實質是核內絲狀物（染色體）的形成及其向2個細胞的平均分配。其後，科學家又發現了減數分裂，至此細胞分裂的主要類型形成 。
3、細胞器的發現
這一時期，隨著顯微鏡技術的重大進步及其分辨能力的大大提高，發明了石蠟切片法和各種染色方法，繼而各種細胞器的發現。如1883年vanBeneden和T.Boveri發現的中心體，1894年發現的線粒體，1898年發現的高爾基體等。
細胞學主要經歷了以上三個時期，科學是無止境的，必定隨著歷史的前進而發展，也許只有到了文明的湮滅才能停止吧。