Hij deed deze ontdekking in de jaren 1870 terwijl hij celdeling in dierlijke cellen bestudeerde. Hij gebruikte een kleurstof genaamd hematoxyline om de cellen te bevlekken, waardoor de chromosomen zichtbaar werden.

Het werk van Flemming was cruciaal bij het begrijpen van het proces van celdeling en de rol van chromosomen in erfelijkheid.