Hoewel hij cellen niet echt ontdekte, was hij de eerste die ze in 1665 observeerde en beschreef. Hij onderzocht dunne plakjes kurk onder een microscoop en observeerde kleine compartimenten die hij "cellen" noemde vanwege hun gelijkenis met de cellen van een klooster.

Het is echter belangrijk op te merken dat Hooke de celwanden van dode plantencellen heeft waargenomen, niet de levende cellen zelf. De ontdekking van levende cellen wordt toegeschreven aan Anton van Leeuwenhoek , die eind jaren 1600 zijn verbeterde microscopen gebruikte om levende organismen zoals bacteriën, protozoa en rode bloedcellen te observeren.