Гистология как самостоятельная наука выделилась в начале XIX в. Предысторию гистологии составили результаты многочисленных макроскопических (визуальных) исследований различных животных и растительных организмов. Решающее значение для становления гистологии как науки о строении тканей имело изобретение увеличительного микроскопического прибора, первые образцы которого были созданы в начале XVII в. (Г. и З. Янсены, Галилей, Дреббель и др.). Одно из самых ранних научных исследований с помощью микроскопа собственной конструкции провел английский физик Роберт Гук (1635-1703). Он изучал микроскопическое строение многих предметов. Все изученные объекты Р. Гук описал в книге «Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших тел, выполненные при посредстве увеличительных стекол...», изданной в 1665 г. Из своих наблюдений Р. Гук сделал вывод о широком распространении пузырьковидных клеток, или ячеек, в растительных объектах и впервые предложил термин «клетка».
В 1671 г. английский ученый Н. Грю (1641-1712) в книге «Анатомия растений» писал о клеточном строении как о всеобщем принципе организации растительных организмов. Н. Грю впервые ввел в употребление термин «ткань» для обозначения растительной массы, поскольку последняя напоминала по своей микроскопической конструкции ткани одежды. В том же году итальянец М. Мальпиги (1628-1694) дал систематическое и детальное описание ячеистого (клеточного) строения различных растений. В дальнейшем постепенно накапливались факты, свидетельствующие о том, что не только растительные, но и животные организмы состоят из клеток. Во второй половине XVII в. А. Левенгук (1632-1723), благодаря своему мастерству в шлифовке линз, изготовил микроскопы, дававшие увеличение в 300-400 раз. Это позволило ему открыть мир микроскопических животных и впервые описать красные кровяные тельца и мужские половые клетки.