Han, tillsammans med Matthias Schleiden, formulerade cellteorin , som uppgav att:
1. Alla levande organismer består av en eller flera celler.
2. Cellen är den grundläggande enheten för struktur och organisation i organismer.
3. Alla celler uppstår från befintliga celler.
Medan Schleiden fokuserade på växter, utökade Schwann teorin till att inkludera djur, efter att ha observerat att djurvävnader också bestod av celler.
Denna upptäckt revolutionerade vår förståelse för livet och lägger grunden för modern biologi.