紐曼曾在1868年10月10日出版的《醫學科學通報》上發表題為《關於骨髓在血液形成中的作用》的論文中，報道了骨髓中有大量的有核紅細胞，而有核紅細胞是血液中紅細胞，的前身，因此他推斷骨髓是紅細胞的生產基地。幾乎與此同時，意大利醫學家比佐澤羅也證實了有核紅細胞是無核紅細胞的前身，此外他還指出白細胞也是由骨髓細胞生成的。紐曼和比佐澤羅的發現立即引起了醫學界的極大興趣，許多醫學家開始進一步深入研究血液細胞的起源問題，並提出了各種不同的理論。例如有人認為紅細胞是白細胞核瓦解的產物，也有人提出紅細胞是由原始細胞吞噬了血紅蛋白後形成的，還有人堅持紅細胞是在肝髒中形成的觀點。盡管這些認識現在看來都是不正確的，但是，在當時正是這些不同觀點之間的爭論，有力地推動了血液學研究的深入。
既然成熟的無核紅細胞是由幼稚的有核紅細胞轉變而來，那麼這種轉變是如何發生的呢?也就是說有核紅細胞是怎樣變成無核紅細胞的呢?有人認為，實際上核並沒有消失，隻不過變換了形式，而不再可見。而支持核消失的學者又分成兩派：以紐曼為代表的一派認為，紅細胞在成長過程中核被細胞自己再吸收；比佐澤羅支持的一派則主張，核是在成熟過程中被逐出細胞。由於研究手段的限製，當時兩派都很難拿出足夠的證據駁倒對方，加之他們各有更重要的工作需要去做，不久這個爭論便不了了之。直到20世紀中期，隨著顯微照相技術的發展以及後來電子顯微鏡的應用，人們才對這個問題有了進一步了解。現在的研究結果支持比佐澤羅等人核在成熟過程中被逐出細胞的觀點。
我們現在已經知道，骨髓是製造血液細胞的大本營。骨髓每天可產生2000億個紅細胞；100億個白細胞和4000億個血小板。如同深藏在地下岩層中的石油是人類生產和生活的基本保證一樣，骨髓是人體一係列重要的生命活動的基本保證。
血細胞染色方法的建立
19世紀德國的化學工業、染料工業、製藥工業的發展十分迅速。1856年，英國化學家W.H.帕金首先發明了染料的人工合成方法。不久，德國化學家A.W.霍夫曼相繼合成了染料堿性品紅和苯胺藍。人們在應用染料過程中發現，其不僅可以染色布料、毛皮，而且還可以染色布料、毛皮，而且還可以使動物組織著色。更有趣的是，有些染料能使某些特定的細胞而不是所有的細胞著色，還有一些染料能使一種細胞的某一部分而不是整個細胞著色。於是，染料成了科學家觀察有機體結構的一種非常有用的工具。起初，能應用於有機體染色的染料為數不多，19世紀末，隨著德國染料工業的迅速發展，生產出了各種染料，極大地拓展了科學家觀察研究的範圍。醫學家開始用特殊染料使有機體的組織和細胞染色，在顯微鏡下進行觀察研究。
德國醫學家艾利希正是在這種背景下發明血細胞染色方法的。艾利希的叔父魏格特是德國著名的病理學家和組織學家，也是細菌和組織染色方法的創立者。他發明的許多人體組織和細胞的染色方法，有些一直尚用至今。艾利希在魏格特的影響下，自幼愛好動物學和化學。在大學學習階段，他就對化學染料與有機體組織細胞染色的關係產生了極大的興趣，並開拓研究某些化學物質對動物組織的作用。他不僅對機體的化學過程充滿興趣，而且也十分關注機體中更小的成分——細胞的構造和成分。當時還很少有醫生將化學與醫學結合起來研究的，值得慶幸的是，斯特拉斯堡大學教授、艾利希的老師沃爾德耶爾恰好持有這種觀點。沃爾德耶爾讚同艾利希的研究計劃，並鼓勵這個青年人在科學研究上走自己的路。在斯特拉斯堡大學學習期間，艾利希就發表了萊於化學物質在體內的分布及其與藥物作用關係的論文。
雖然艾利希對用化學方法研究生命現象充滿興趣，但他對當時大學裏死板的教學方法十分厭惡，所以艾利希經常逃課，尤其是化學課。結果是艾利希不能通過課程考試，不得不留級一年。然而，他並不懊惱，而是繼續將時間都傾注在搗弄各種染料上。由於專心研究，不修邊幅，以致於染料弄得到處都是。數年後，一位教授指著艾利希曾使用過的工作台說：“艾利希工作的痕跡實際上是不可摧毀的。”德國著名科學家羅伯特·科赫也時常提及一個有關艾利希的小故事：他去布雷斯勞大學鑒定白喉杆菌時，被邀請參觀實驗室。實驗室的負責人指著艾利希的辦公桌告訴他：這是艾利希的工作台。艾利希是一個非常出色的染料師，但考試卻經常不極格。
當時，德國學生為了獲得學位，經常在幾所大學學習。艾利希曾在布雷斯勞大學、斯特拉斯堡大學、布賴斯高地大學、弗萊堡大學和萊比錫大學等多所學校學習過。在布雷斯勞大學時，他對實驗室的工作十分感興趣，他發明的染色技術揭示了許多細胞的基本構造。剛發現炭疽杆菌的科赫在布雷斯勞大學訪問時曾與艾利希探討了染色問題，從此，艾利希和科赫結下了深厚的友誼。
艾利希不僅熱衷於實驗觀察，而且善於獨立思考。在大學學習期間，一次在觀察鉛中毒死者的組織變化時，他發現凡是生前診斷為嚴重鉛中毒病人的身體組織，在作屍體病理檢查時，把組織浸入含鉛溶液中，這些組織的細胞也最容易吸收和積蓄鉛。艾利希敏銳地意識到人體的不同組織和器官對特定的化學物質可能存在著不同的“親和力”。於是，他開始用各種染料對人體組織標本進行染色，以確定能使特定組織和細胞染色的染料及其之間的相互關係。
1878年，艾利希在萊比錫大學畢業並獲醫學博士學位。他的博士論文是關於染料應用於顯微鏡觀察的理論和實踐問題，主要內容是關於如何應用各種苯胺染料進行動物組織染色的理論和技術。這一問題包含了艾利希關於染料和染色方法的許多設想：實際上已經奠定了他今後為醫學做出巨大貢獻的思想基礎。1891年，艾利希在一本關於有機體組織對染料的不同反應的著作中，介紹了血細胞的染色方法。1898年，他與同事又合作出版了一本論貧血的著作，總結了正常和病理情況下對血液的觀察，內容包括血液觀察的方法學、正常和病理情況下的紅細胞、各種白細胞、淋巴細胞以及白血病的細胞特點等。
在研究過程中，艾利希發現染料分為酸性、堿性和中性三類，不同的染料對於白細胞內的顆粒染色結果不同，由此他第尋次提出了白細胞的分類方法。艾利希因為這些著名的觀察和方法學的建立，被譽為現代血液學的奠基人。
血液形態學的發展
在列文虎克使用顯微鏡觀察血液細胞後相當長一段時間內，血液形態學的觀察基本上停滯不前，主要是由於顯微鏡製造技術沒有改進，顯微鏡在當時更多地是作為一種上流社會、家庭的擺設，而不是科學研究的工具。18世紀中葉，英國醫學家黑森應用他自己改進了的顯微鏡，測量了不同動物血細胞的大小和形狀。他發現紅細胞通常是扁平狀而不是球形的。他還發現血液的凝集發生的血漿中，而不是在紅細胞中。由於黑森的這些開創性的研究，在英國他被稱為血液學之父。
到了19世紀30年代，科學家研製成功了消色差透鏡和複式顯微鏡，為科學觀察者提供了更清晰的觀察視野。新工具的出現激起了科學家進一步深入觀察微觀世界的熱情，這時有位法國醫生安德烈開始注意到某些疾病與血液中細胞成分變化之間有著密切的聯係。當時布朗學說在醫學中占據著主導地位，布朗學說認為人體的大多數疾病是由於胃腸道不良刺激的結果，提出通便和放血是這類疾病的基本治療手段。這一學說的流行程度可以從下麵的數據得到驗證：當時醫生除使用靜脈切開放血之外，更大量的放血方法是利用水蛭吸血，因為靜脈切開畢竟還是有一定的危險性的。由於大量的放血治療，造成法國的水蛭供不應求。1833年，法國在一年內進口水蛭4150萬條。
由於放血治療的流行，貧血因此成為一種常見的症狀。安德烈在臨床研究中，發現許多貧血病人的紅細胞數量、濃度、大小和形狀都在不同程度上表現出異常。安德烈首先提出貧血可能是紅細胞被破壞(溶血)的結果，他把貧血描述為紅細胞數量的減少，他認為貧血與萎黃病——由於患此病的病人膚色昏暗，又被稱為“處女菜色”——有關。他首先觀察到萎黃病病人的紅細胞變小。現在醫生認為這種疾病主要可能是缺鐵性貧血，神經性厭食的病人也會出現萎黃病症狀。同時，安德烈還仔細觀察了多血症、炎症、熱病、出血以及水腫病人的血液變化，並測定了血液中球蛋白和白蛋白的含量，是血液學定量研究的開拓者。在法國安德烈被稱為血液學之父。
雖然在18世紀已有人描述了白細胞的形態，但直到19世紀英國醫生阿迪森和德國醫學家維爾肖發現白細胞與炎症之間的關係之前，人們似乎不太重視白細胞的研究。阿迪森在研究觀察炎症時發現，血液中有一種“五色顆粒”可穿過血管壁，移向炎症發生的部位並形成膿液。19世紀末，新的染色技術使白細胞形態學得到發展。1880年，德國醫學家艾利希利用染料使白細胞著色，並發明了根據白細胞染色性質的不同而給白細胞命名的方法，例如嗜中性粒細胞、嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞。至今人們依然使用這種命名方法。
白細胞具有重要的生理功能。艾利希認為白細胞起著保護機體免於細菌侵入的作用。在巴黎巴斯德研究所工作的俄國科學家梅契尼柯夫也提出了白細胞有免疫功能的觀點。他還發現了吞噬細胞的功能，即一種細胞可以吞噬另一種細胞。梅契尼柯夫對醫學研究的著迷程度使得一般人認為他的行為似乎有點怪異。一位著名分子生物學家回憶說，在他童年時，梅契尼柯夫到他家做客，梅契尼柯夫外衣口袋裏裝著含有血液的試管和其他實驗用品。給他留下了深刻的印象。梅契尼柯夫敏銳的洞察力使他贏得了1908年諾貝爾醫學獎。
我們現在都知道血小板是血液中第三類重要的細胞成分。然而，當初醫學界對血小板是否是一類獨立的細胞成分這一問題存在著激烈的爭論。這一是因為血小板太小，隻有紅細胞直徑的四分之一大小，二是因為它的形態多變。
1842年，法國醫生多勒首先提出血小板是血液中第三類重要的細胞成分。1868年，意大利解剖學家比佐澤羅也認為這些微小的血液細胞產生於骨髓，代表著一個獨特的細胞係列。他還提出了血小板可能引起血液凝固的連鎖反應。但是，當時法國著名醫學家、法國醫學科學院院士哈姆耶則認為血小板是紅細胞的前體。雖然他在實驗中正確地闡明了血小板與止血之間的關係，但在血小板的形態學研究上卻得出了錯誤的結論。由於哈耶姆的學術地位很高又生性固執，直至20世紀血小板的細胞形態學已經得到了充分的實驗證明後，他依然頑固地堅持自己的觀點。哈耶姆所犯妁錯誤是那些處於醫學權威位置上的人按照自己的觀點判斷事實，進而製造偏見的結果。
在現代社會，腦血管和心血管栓塞已成為現代人死亡的主要原因之一，在研究血小板的文獻日益增加的同時，科學家對血小板功能的遺傳學和生物化學特性的認識也日漸深入。他們將這些認識應用到抗血小板作用藥物的開發中，所取得的最重要的成果之一是加拿大科學家在1980年報告一項長期研究結果，即科學家提出阿司匹林能預防男性的冠狀動脈的血栓形成。然而，近30年來的研究表明，抗血小板藥物在預防心髒病和卒中中的作用仍未完全解決。
血液細胞的計數
現在，當人們去醫院看病時，一般醫生都會讓病人先去做血液常規檢查。檢驗師用針輕輕地刺破病人手指的前端，將一滴血液吸入細管後，借助顯微鏡，病人血液中的最基本變化就會呈現在醫生眼前。醫生通過病人的血液常規檢驗，就可對一些疾病的性質和嚴重程度做出大致的判斷。如是否貧血、是否存在感染、是否能進行外科手術治療等。所謂血液常規檢查，主要就是觀察血液中各種細胞成分的狀況，它一般包括血紅蛋白的含量、紅細胞數目、白細胞數目、不同類型白細胞的分類情況以及血小板的數目。
實際上，人類對血液細胞成分的定量研究時間並不長。直到19世紀中葉，醫學家們才開始進行血液的定量研究。最早從事這項研究的是德國醫學家維若德。維若德出生在巴登的一個小城鎮，曾先後在海德堡、哥廷根、柏林和維也納學習醫學，畢業後按照父親的希望開業行醫。然而，他對醫學研究興趣更濃，不久他就決定放棄開業，並在圖賓根大學爭取到了一個理論醫學副教授的職位。在獲得新職位後，他以極大的熱情投入了當時醫學最熱門的血液研究工作中。1851年，他研製出一個血球計數器，設計了一種測量單位容積中血細胞數目的方法。用這種方法，他測得自己的血液的紅細胞數是每立方厘米501萬個。不過他的這種方法相當費時，每做一次測定都得花上3個多小時。在維若德的血細胞計數方法發表後，一些醫生又對這種方法進行了多次改進，其中影響最大的是德國醫生托瑪。1881年，托瑪提出了一種新的血細胞計數方法，他設計了一個汲取紅細胞的吸管和載玻片，載玻片中間是一平方厘米的計數區，它又被分成為400個小方塊。將血液滴人計數區，然後放在顯微鏡下計數。這就是至今有時還在臨床上應用的紅細胞計數方法。他還設計了白細胞的計數方法。
當然，現在最常用的紅細胞計數方法是電子計數器計數。最早的電子計數器誕生於1956年，現在醫院裏使用的電子計數器已經過了多次改進。
19世紀下半葉，隨著複式顯微鏡製造技術的改進，醫學家在血液細胞成分的研究方麵取得了較多成果，例如對單位容積中的血細胞進行計數，對各種白細胞進行分類。這些成果極大地推動了疾病診斷學的進步。20世紀初，加拿大醫生溫特羅伯發明了血球容積計，使得對紅細胞的形態學的實際觀察成為可能，他還是著名的引臨床血液學》前六版(1942～1968)的作者，加拿大和美國都將他視為20世紀血液學之父。