A tárgy iránti érdeklődését a brit tudós, Michael Foster előadásai keltették fel. 1873-ban Cambridge-ben végzett, majd megkapta a nápolyi Stazione Zoologica egyik tanszékét, amely a tengerbiológiai kutatások nemzetközi központja volt. A következő öt évben számos eredeti megfigyelést tett a gerincesek húgy- és ivarszerveinek (pl. vese, ivarszervek) embrionális fejlődésével kapcsolatban. Ezek a felfedezései, valamint a megtermékenyítést követően a petesejt, majd a korai embrionális állapotban lezajló változásokkal kapcsolatos leírásai alapvető ismereteket szolgáltattak a gerincteleneknek a gerincesek felé megtett evolúciós útjára vonatkozóan.
1876-ban tért vissza Cambridge-be, ahol egyetemi előadásokat tartott állatszervezettanból. Itt publikálta A Treatise on Comparative Embryology (Értekezés az összehasonlító embriológiáról; 1880) c. munkáját, amelyekben a modern embriológia alapjait fektette le. Hírneve alapján több helyre is meghívták; Oxfordba a kiváló biológus, George Rolleston, Edinburgh-ba pedig Sir Charles Wyville Thomson helyére, ám ő Cambridge-ben maradt, ahol 1882-ben kifejezetten az ő számára létesítettek egy professzori állást állatszervezettani témában. Ám mielőtt betölthette volna új hivatalát, életét vesztette a Mont Blanc addig meg nem hódított csúcsának, az Aiguille Blanche-nak megmászása közben.