Acuñó el término plancton, y sentó las bases de la oceanografía biológica.
Estudió medicina en las universidades de Würzburg, Berlín (estudió con Müller) y en Kiel.
En 1859, recibió su doctorado en Kiel con una tesis sobre epilepsia y secreciones urinarias.
Durante ese tiempo, fue director de cinco expediciones de biología marina al Báltico y al mar del Norte, así como al océano Atlántico.
Además trabajó en embriología y anatomía.