W pracy naukowej skupiał się na badaniach z zakresu cytologii zwierząt. Opublikował m.in. serię prac nt. chromosomów determinujących płeć u mszyc, odkrywając różnice chromosomowe męskich i żeńskich gamet mszyc. Opisał zachowanie się chromosomów w podziale jąder jaj patyczaka Bacillus rossii.. Zbadał zjawisko redukcji chromosomów u wieloszczeta Saccocirrus major. Autor prac z zakresu cytologicznych aspektów dziedziczenia kręgowców i bezkręgowców. Z uwagi na odkrycie różnic w chromosomach gamet męskich i żeńskich wspólnie z Thomasem H. Morganem zgłoszony został do Nagrody Nobla (fizjologia i medycyna).
Jego badania nad dziedziczeniem stały się w owym czasie podwalinami wiedzy o cytologii. Wyjaśniały zagadnienia determinacji płci oraz zjawiska w procesie mejotycznego podziału komórki. Profesor otrzymał propozycję objęcia profesury jednej z uczelni angielskich.
Od 1933 członek korespondent Polskiej Akademii Umiejętności, a od 1928 członek czynny Towarzystwa Naukowego Warszawskiego. Należał również do Towarzystwa Przyjaciół Nauk w Poznaniu, Towarzystwa Biologicznego w Paryżu i Towarzystwa Genetycznego w Stanach Zjednoczonych.