奥斯特瓦尔德主要从事化学动力学和催化方面的研究。在化学动力学方面，他1878年用容量方法和折射率研究一碱在两酸之间的分配。1887年测定了在稀溶液中用碱中和酸时发生的体积变化。1888年提出奥斯特瓦尔德稀释定律，最先将质量作用定律应用于电离上，在化学史上起了重要作用。在催化方面，他1894年给催化和催化剂下了现代的定义，1902年指出：催化剂只能改变化学反应速率而不能影响化学平衡，它的催化作用是由于降低了活化能的缘故。1902年发明了由氨经过催化氧化制造硝酸的方法，后称奥斯特瓦尔德法。此外，他1894年提出奥斯特瓦尔德指示剂理论，最先对酸碱指示剂的变色机理给予解释。同年，建议将分析化学的反应看成是离子间的相互作用。
生物学和医学
18世纪到19世纪，生物学领域取得的重大成果有细胞学说和达尔文进化论。从人体结构到动物的血液循环，再到细胞学说，显示了近代个体生物学进步的道路。在群体生物学方面，达尔文的进化论则描述了时间长河中各种生物演进变化的总体图像，是群体生物学在近代所达到的最高成就。
医学的发展是和生物学密切联系的。18世纪，解剖学、生理学和胚胎学得到进一步发展，病理学取得重大进步。19世纪是近代医学的一个重要时期，神经生理学得到了发展，同时微生物学、免疫学诞生并取得重大的突破。
细胞学的创立和发展历程
细胞学是研究细胞的结构、功能和生活史的生物学基础学科。细胞学的发展是与显微镜的发明分不开的。从19世纪中叶到20世纪初，由于实验技术的进步，细胞学研究取得了丰硕的成果。如使用苏木精、洋红等作为细胞染色的染料、发明了切片机和复式显微镜等。19世纪70年代到80年代先后发现了有丝分裂、减数分裂和染色体；19世纪最后几年又发现了中心体、线粒体和高尔基体。
进入20世纪后，由于应用各种实验方法研究细胞，并与相邻学科相互渗透，先后发展出细胞形态学、细胞遗传学、细胞生理学、细胞化学、生化细胞学等分支学科。
19世纪初，德国植物学家特雷维拉努斯（1776～1837）认识到细胞是植物的基本结构单位。消色差显微镜发明后，1827年，德国生理学家贝尔（1792～1876）在显微镜下观察到哺乳动物的留卵细胞。1831年，英国医生布朗（1773～1858）观察到植物细胞一般只有一个核。1835年，捷克人普金叶（1787～1869）观察到母鸡卵中的胚核，并指出动物胚胎组织是由紧密裹在一起的细胞质块组成，这些细胞质块与植物的组织很类似。这些成果为细胞学说的建立打下了基础。
细胞学说的创立人——施莱登
施莱登（1804～1881）是德国植物学家，细胞学说的创立人之一。他提出细胞是一切植物结构活的基本单位和一切植物借以发展的根本实体的学说。他认为新细胞起源于老细胞的核。最初形成老细胞的球体的一个裂片，然后分裂出一个完整的细胞。施莱登与德国动物学家施旺共同奠定了细胞学说的基础。施莱登著有《植物发生论》、《植物学概论》等。
细胞学的发展
1839年，普金叶发现了“原生质”，德国解剖学家舒尔兹（1825～1874）指出原生质是“生命的物质基础”。19世纪50年代，一些植物学家证明，细胞是靠分裂形成的，细胞核先在母细胞内分裂为二，然后母细胞分裂为两个细胞。胚胎的发育过程就是细胞的分裂过程。1858年，德国病理解剖学家微耳和（1821～1902）将细胞学说应用于病理学研究，认为疾病是在细胞内部引起的，并在某一组织内因恶性细胞的形成而使疾病扩散开来。微耳和创立的细胞病理学是现代西方医学的重要理论基础。
光合作用的发现
光合作用发现之前，有人把一株小柳树种在盛满泥土的桶里，经过浇水，5年后柳树长得又高又大，称量一下，比刚栽时重了50多千克。这些物质是怎么来的呢？有人说，可能是泥土变的。然而，桶里泥土的重量基本没有变化。这是为什么呢？
1771年，英国化学家普利斯特利发现，要是把老鼠和薄荷苗放到同一个容器里，尽管和空气隔绝，老鼠也能生活一段时间，而另一只没有和薄荷苗生活在一起的老鼠则很快就死掉了。他断定，绿色植物能使密闭容器的空气变得清洁。1779年，英国科学家英根毫茨进一步证明，阳光是绿色植物净化空气的条件，如果没有阳光照射，绿色植物无法使污浊的空气变得清新。
19世纪初，瑞士人谢尼伯继续研究。他把金鱼藻浸在水中，放到阳光下，叶子上便冒出气泡。他把这种气体收集到瓶子里，再把火柴余烬插进去，火柴便又继续燃烧起来。显而易见，植物在阳光下放出的气体是能够帮助燃烧的氧气。以后，他又进行了一系列研究，发现植物吸收二氧化碳，放出氧气。
1862年，法国生理学家萨克斯进一步发现，植物中的叶绿体在阳光下才能变为绿色，产生的第一个可见物质是淀粉。他由此证明绿色植物能够利用水和二氧化碳制造出氧气和碳水化合物。后来，这个生理活动被称为“光合作用”。
最早的生物进化学说
最早的生物进化思想，是法国生物学家拉马克（1744～1829）提出的。1809年，他在《动物哲学》一书中全面系统地讨论了生物的本质、物种的性质和可变性、生命的向上发展以及环境和习性引起变异等有关进化的问题。他批判了当时流行的各种特创论、物种不变论，提出了自己的进化学说。
拉马克认为进化的动力有两种：一是生物向上发展的内在倾向；二是环境对生物体的影响。他还提出了两条重要法则，即用进废退和获得性遗传。他以长颈鹿为例，说明因受环境影响和器官使用获得的特性传给后代而产生了适应性进化。他的思想对进化论的建立有着积极的影响。
现代进化论的先驱——拉马克
拉马克（1744～1829）是法国博物学家，现代进化论的先驱，无脊椎动物学的创始人。1778年，他出版了《法国植物志》，由此蜚声学术界，1779年被选入法国科学院，得到法国博物学家布丰的赏识。1781～1782年他游历了欧洲各国，1789年任法国植物园标本室主任。后来植物园扩充为自然博物馆，开设科普讲座，拉马克担任蠕虫和昆虫讲座的主持人，从此转向研究无脊椎动物，修改了由林奈定下来的动物分类系统，使之更趋正确和完善。
1801年，他完成了《无脊椎动物系统》一书，奠定了无脊椎动物学的基础。以后又写了《动物哲学》和《无脊椎动物志》等著作。在后两书中充分阐明了他的进化思想。晚年，拉马克双目失明，最后的著作由他口述，女儿执笔写成。
家畜育种的先驱——贝克韦尔
贝克韦尔1725年5月出生于英格兰。1760年，他从父亲手中接过迪什列农场，决心在育种方面做出成绩。当时在人们的心目里，牛的理想类型是骨架大、力气足，能拉动犁杖，加上能产少量的奶，好用来制干酪。贝克韦尔完全地摒弃了这些传统标准，他决心培养出一种尽可能在短时间内，以最少的饲料消耗，长出最多的肉的牛。
贝克韦尔主要靠眼睛和手来判断优良品种，他用近亲交配的方法来固定和强化所追求的优良性状。在他早年的一次品种改良中，一头名叫科米里的母牛生下来一头小公牛。这头公牛很快就长成肌肉结实的肉用型牛，用它的母亲科米里交配。交配所生一公一母，再相互交配，由此获得一头优秀的公牛。搞近亲交配，当时受社会的谴责，但他顶着各种压力，用这种方法，育出了世界上最好的肉牛；培育出饲料利用率高、生长迅速的良种猪；培育出比一般役马走得快一倍，力量更大的良种马；培育出第一只真正的肉用绵羊。同时，还摸索出一套经济实惠、行之有效的家畜后代测定方法。
生物进化论的奠基人——达尔文
达尔文（1809～1882）是英国博物学家，科学进化论的奠基人。1831～1836年，达尔文参加了贝格尔舰的环球考察，观察和搜集了大量动植物和地质方面的资料，经过思考和研究逐步形成了生物进化的概念。
1859年，他出版了《物种起源》一书，以丰富的科学事实论证了生物的进化，并提出自然选择理论，对生物的适应性和多样性作出了合理的解释。此后又出版了《动植物在家养下的变异》和《人类起源和性选择》等著作，进一步充实和发展了进化学说。达尔文一生共发表80多篇论文，出版了20多部著作，为人类留下了丰富的科学遗产。他是一位不断追求真理并做出了划时代贡献的科学家。
达尔文早期的求学和考察经历
生物进化论的诞生是和英国生物学家达尔文（1809～1882）的名字紧密联系在一起的。达尔文出身于英国施鲁斯坦里一个医生家庭。他早年学医，1828年进入剑桥大学攻读神学。在剑桥期间，他热爱植物学，结识了植物学教授亨斯洛。
1831年，达尔文毕业时，经老师亨斯洛推荐，以博物学家的身份，随“贝格尔”号军舰到南美和太平洋诸岛进行科学考察。亨斯洛建议他带一批书在路上看，其中包括刚出版的赖尔的《地质学原理》，但劝他“切切不要接受书中的观点”。后来这本书成了他进行考察的理论指南，从而把赖尔的观点和方法从地质学推广到生物学中来。
达尔文通过五年的航海考察，采集了很多地质的、植物的和动物的标本。这些事实材料为达尔文提供了许多值得深究的课题。他在南美大草原的岩石中发现过带甲的巨大动物化石，它的甲壳就像现存的犹甲壳；其次，南美大陆的一些密切近似的动物物种如鼠类，自北向南逐次代替；第三，加拉巴哥斯群岛的大部分生物如鸟类，都具有南美洲的特征，而各岛上的生物形貌都略有不同。这些事实只能以物种是逐渐变化的假说来解释。
进化论的经典著作——《物种起源》的编写
达尔文1836年回国后，整理出版了《贝克尔号航海记》。同时，他总结了培育动植物新品种的经验。他注意到：家鸽有许多品种，黄牛、猪、绵羊、狗、鸡等也都有许多品种，不同品种差异很大。达尔文从中总结出三个基本要素：变异、遗传和选择。人们把符合需要的生物变异选出来，让他们繁衍后代，把不符合需要的变异去掉，经过数代人工选择，积累下的有利变异通过遗传而形成优良品种，例如善跑和善曳重的马，肉用牛和乳用牛等。
在人工选择理论建立之时，达尔文的思想又扩展到同人工选择相似达尔文《物种起源》的扉页。的自然选择的过程。达尔文发现自然界的生物普遍有着很高的繁殖力，但各种生物的存活量一般都保持相对稳定的数目。他认为这只能是生物界内部以及生物同周围环境之间斗争的结果，从而创立了生存斗争理论。他认为生物的形态、结构和功能存在着变异，有利的变异被保存下来，不利的变异被消灭了，生物就是在适者生存、优胜劣汰的斗争中经过自然选择逐渐产生新种，推动生物进化。1844年，达尔文将他的理论写成230页文稿但未发表。1858年6月，达尔文突然收到生物学家华莱士（1828～1913）寄来的《论变种与原型不断分殊的倾向》论文，华莱士通过对马兰群岛上物种的考察，也独立地得出了自然选择的结论。达尔文感到非常惊异，因为他的论文几乎包括了达尔文尚未发表的全部论点。达尔文在日记中写道：“即使华莱士在1842年就看过我的草稿，恐怕也不会写出比这更准确的概要了。”就在这一年，达尔文的著作提要和华莱士的论文同时发表了。1859年11月，达尔文的伟大著作《物种起源》经过20多年的探求和整理终于正式出版了。
不同凡响的达尔文进化论
达尔文在《物种起源》中，以极其丰富的第一手资料，雄辩地说明了生物是自然界长期演化的结果，建立了生物进化的“系谱树”。他指出，现今的生物是以前生物的子孙，他们有着共同的祖先，世代相传，形成地球表面丰富多彩的生物界。接着，他提出了著名的“生存斗争”和自然选择理论。达尔文认为，生物机体在周围环境影响下，不断产生变异，并通过遗传被保存下来。同时，生物为了争取自己的生存条件又要与其他的生物展开激烈的斗争。这样，生物通过生存斗争、自然选择的作用，不断发展和进化。
达尔文的进化论第一次对整个生物界的诞生、发展做出了规律性的说明，大大丰富和完善了生物科学理论，为现代细胞遗传学、生态学、分子遗传学、分子生物学、古生物学等一系列新兴科学的建立奠定了坚实的理论基础。它推翻了长期统治生物领域的特创论、目的论，结束了宗教唯心主义和形而上学对生物学的统治，成为人们认识自然的重要思想武器。