Medico, fisiologo, anatomista, fu tra gli iniziatori dell'indagine microscopica in istologia, ematologia ed embriologia; i suoi studi non si limitarono al corpo umano ma osservarono anche le piante e gli altri animali, con interessanti esiti nella conoscenza degli insetti. Fu il primo a svelare scientificamente la natura e il funzionamento dei polmoni. Insegnò per anni nello Studio bolognese, pur dovendo far fronte alle ostilità dei colleghi tradizionalisti che rifutavano il suo metodo scientifico, addirittura con incursioni nei suoi laboratori e sabotaggi delle apparecchiature. Divenne però celebre in tutta Europa e la prima completa pubblicazione di tutte le sue opere, dal 1669 al 1687, fu promossa dalla londinese Royal Society. Visse i suoi ultimi anni a Roma, come archiatra pontificio di Innocenzo XII.