Само собой разумеется, что успехи эмбриологов, гистологов и всех исследователей, пользовавшихся микроскопом, были тесно связаны с прогрессом микроскопии во второй половине XIX в.
Микроскоп со времен Левенгука и других микроскопистов XVII и XVIII вв. был сильно изменен. 1827 год можно считать началом новой эпохи в микроскопии. Именно в этом году Джамбаттиста Амичи
(G. Amici, 1786–1863), итальянский физик и ботаник, первый увидевший движение протоплазмы в клетках растений, сконструировал апланатический микроскоп. До того даже лучшие микроскопы Шевалье давали очень неяркие изображения: выпуклая сторона линз объектива в них была обращена в сторону объекта, что вызывало сильную сферическую аберрацию и в результате — ничтожную яркость изображения. Амичи расположил окулярные и объективные линзы так, что их плоские стороны лежали наружу. Этим он почти уничтожил сферическую аберрацию и достиг яркости изображения. Теперь сложный микроскоп одержал победу над простым; до того часто предпочитали именно простой из-за неясности изображений, получаемых в сложном. Амичи изобрел и способ так называемой водяной иммерсии (1840), позже усовершенствованный Е. Гартнаком (1875). Он же заменил отдельные, навинчивающиеся друг на друга, объективы соединенной в одно целое, заранее рассчитанной системой линз и дал указания для вычисления объективов.Ахроматы, чечевицы объектива из особого стекла (крон- и флинтгляс) появились раньше в телескопах. Но все же еще в XVIII в. этим делом интересовался русский академик Эйлер, а в 1784 г. другой русский ученый, Эпинус, даже представил Академии наук микроскоп с ахроматом — громадину, скорее похожую на телескоп. Голландцы Ван-Дейль (Van Deyl, 1807) и Бильдснайер (Beeldsnyder, 1791) изготовили неважные апохроматы. Усовершенствованы они были Амичи, который, помимо того, в 1860 г. изобрел еще и масляную иммерсию. Наибольшего успеха достигли усовершенствования микроскопа, когда в оптических мастерских Карла Цейсса в Иене появился такой руководитель, как знаменитый физик-оптик Эрнст Аббэ
(Е. Abbe, 1840–1905). Приняв участие в работе мастерских, Аббэ разработал теорию изображения в микроскопе, а тем самым и научные основания конструкции этого прибора. В 1878 г. Аббэ изобрел гомогенную иммерсию, в 1886 г. — новые апохроматы. При мастерских, выросших в огромное предприятие, был создан оптический институт, пользующийся мировой славой.Микротом вначале был так же прост, как микроскоп Левенгука: простой зажим для объекта — два кусочка мягкой пробки, причем срезы делались бритвой «от руки». К концу XIX в. микротом превратился в сложный механизм, где нож укреплен в плоскости, параллельной плоскости объекта, а объект равномерно поднимается с каждым срезом все выше и выше. Машина для резки колбасы — своего рода микротом. Метод заливки начался с простого зажимания объекта между двумя кусочками пробки или сердцевины. Потом пробку заменило мыло, а его — теперешний метод заливки в парафин или целлоидин, причем объект и примененный материал уже составляют одну сплошную массу.
Консервирование в спирте заменилось многочисленными способами фиксации посредством хромовой, осьмиевой, пикриновой и других кислот и самых разнообразных смесей. Простая окраска аммиачным раствором кармина развилась в бесчисленные способы диференциальной окраски, большей частью анилиновыми красками, причем выбор краски и метод окрашивания рассчитаны так, что разные ткани и части клетки выступают вполне ясно.
Усовершенствование микротома и техники срезов позволило получать сериальные срезы: через объект производится ряд последовательных срезов, позволяющих проследить все, имеющееся «внутри» объекта и недоступное иным способам исследования.
Вторая половина XIX в. принесла разрешение бесконечных споров о постоянном произвольном самозарождении. Третий по счету случай (первый — Реди, второй — Бюффон с Нидгэмом против Спалланцани), — этот спор начался в 1860 г. и закончился, по существу, только в 1874 г. Герой его — Пастер.