Teknolojinin gelişmesiyle beraber hücrenin yapısı ile ilgili öne sürülen görüşler Hücrenin keşfi için ilk adımın mikroskobun keşfi olduğunu söylemek yanlış olmaz. İnsanların bükülmüş camların yani merceklerin ışığı kırıp görüntü yansıtma özelliğini ne zaman keşfedip kullanmaya başladıklarını tam olarak bilmiyoruz. İlk gözlük, 13. yüzyılda Avrupa’da yapılmış. İlk çift lensli mikroskobun yapımı ise 16. yüzyılın sonuna rastlıyor. 1600’lerin ortalarında, az sayıda bilim insanı, el yapımı mikroskoplarıyla gözle görülemeyen hücrelerin dünyasını araştırmada öncülük etmişler. Hücreyi ilk keşfeden kişinin genellikle bir İngiliz mikroskopçusu olan Robert Hooke olduğu kabul ediliyor. Ne var ki 1830’lara kadar hücrelerin önemi anlaşılmadı. 1838’de avukatlığı bırakıp botanikçi olan Alman Matthias Schleiden, arada yapısal bir çok farklılık bulunmasına karşın, bitkilerin de hücrelerden oluştuğu sonucuna vardı. Bu sonuca varmasının sebebi bitki embriyosunun tek bir hücreden başlayarak gelişmesiydi. 1839 yılında, Alman zoolog (hayvan bilimci) Theodor Schwann hayvan yaşamın hücresel temeli üzerine ayrıntılı bir rapor hazırladı. 1855’e gelindiğinde, Alman patolog Rudolf Virchow hücre teorisiyle ilgili üçüncü inandırıcı prensibi de ortaya koydu. 1857’de Kolliker kas hücrelerinde mitokondriyi tanımladı. Cajal ve diğer dokubilimciler, 1881’de boyama teknikleri geliştirip mikroskobik anatomiyi kurdular. 1898’de Golgi, gümüş nitratla boyanmış hücrelerde Golgi aygıtını ilk defa görüp tanımladı. H. Bush 1926’da silindirik manyetik merceklerle elektron demetlerinin yönlendirilebileceğini ispatladı. Bu prensiplerin ışığında, 1931 yılında Knoll ve Ruska ilk transmisyon elektron mikroskobunu (TEM) yaptılar. 1930’da Lebedeff’in ilk interferens mikroskobunu, 1932’de de Zernicke’nin ilk faz-kontrast mikroskobunu keşfetmesi, boyanmamış canlı hücrelerde ilk detayların görülebildi.