Ab 1863 war Weismann Privatdozent, ab 1865 apl. Professor und schließlich von 1873 bis 1912 Ordinarius für Zoologie und Direktor des Zoologischen Institus an der Universität Freiburg im Breisgau.
Weismann arbeitete über die Keimesentwicklung an Seeigeleier an deren Beispiel er unterschiedliche Zellteilungsformen, die Äquatorialteilung und die Reduktionsteilung beobachten konnte und damit diese Begriffe in die Entwicklungsbiologie einführte.
Er vertrat die Keimplasmatheorie, welche besagt, dass multizellulare Organismen aus Keimzellen, die die Erbinformationen enthalten, sowie aus somatischen Zellen bestehen, die die Körperfunktionen ausführen.
Die Keimzellen werden weder beeinflusst durch das, was der Körper lernt, noch durch irgendwelche Fähigkeiten, die dieser während seines Lebens erwirbt, und können somit diese Informationen auch nicht an die nächste Generation weiterreichen. Dies führte schließlich zur Wiederentdeckung des Werkes Gregor Mendels.
Schriften:
Über die Berechtigung der Darwin'schen Theorie. Leipzig 1868
Über den Einfluß der Isolierung auf die Artbildung. Jena 1872
Studien zur Descendenztheorie: II. Ueber die letzten Ursachen der Transmutationen. Leipzig 1876
Die Continuität des Keimplasmas als Grundlage einer Theorie der Vererbung. Jena 1885
Zur Frage nach der Vererbung erworbener Eigenschaften. In: Biol. Zbl. 6 (1886):33-48
Über die Zahl der Richtungskörper und über ihre Bedeutung für die Vererbung. Jena 1887
Das Keimplasma - eine Theorie der Vererbung. Jena 1882
Aufsätze über Vererbung und angewandet biologische Fragen. Jena 1892
Die Allmacht der Naturzüchtung: eine Erwiderung an Herbert Spencer. Jena 1893
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