施旺是一位杰出的生理学家。在1834年~1839年间,他在柏林弥勒的实验室从事动物生理学方面的研究,并取得很大成绩。
1835年,施旺研究组织器官的生理特性及其在物理测量上的关系。他对不同负载下的肌肉给以同样刺激,然后测量其在收缩时的长度,从而得出肌肉在收缩时的强度。这个“量肌”实验虽然很简单,但对生理学的影响非常深刻,这是人类第一次把生命现象中的力,运用物理测量方法加以分析和检验,并定量揭示其运动规律的实验。
在进行“量肌”实验的同时,施旺还对胃的消化液进行探索与研究。1836年,他发现了胃蛋白酶。他在论文中写到:“胃酸有助于另一种基本消化物质的形成,这种物质一旦形成,就能独立地进行消化。”他把这种消化物质正式命名为胃蛋白酶。现在我们知道,胃蛋白酶是胃液中最主要的消化酶,它由胃腺的主细胞合成,以胃蛋白酶原的形式释放,在胃腔中被盐酸激活成胃蛋白酶,在它的催化作用下,可以将蛋白质水解成多肽。
施旺在研究脊椎动物如蝌蚪神经时发现,脑神经和脊神经中的有些神经外面有髓鞘细胞。髓鞘细胞经过多次缠绕神经,可在神经外面形成鞘,即髓鞘。为纪念这一伟大的发现,人们又将髓鞘细胞称为施旺氏细胞,髓鞘称为施旺氏鞘。施旺氏鞘在神经冲动的传导过程中起着重要作用。现代研究发现,施旺氏鞘具有良好的绝缘作用,使神经冲动的传导速度大大加快,同时节约了大约5000倍的能量。
1836年,施旺还详细地描述了酵母菌的增殖。他第一次公开宣布酒的发酵同酵母菌生活周期之间存在着某种密切的关系。他指出酒精发酵是在生物体细胞内进行的,细胞是代谢的基本单位。现在看来,这个观点相当正确,但在当时却遭到了许多知名学者的反对。施旺性格内向、胆怯,过于虔诚、温文尔雅,不愿与别人争论,也不适宜争论。在激烈的学术争吵中,他在心理上被压垮了,并将微生物这一领域留给了法国著名的科学家巴斯德去保卫、去占领。巴斯德是一位从不放下武器,一直战斗到所有敌人都被征服为止的人物。
施旺在早期还曾写过一篇《论空气对鸟卵孵化的必要性》的论文,颇受弥勒的好评,在这篇论文中,他发现鸟在胚胎发育过程中需要氧气这一事实。
1839年~1848年,施旺在吕温天主教大学期间,曾发明利用胆汁瘘研究胆汁在消化系统中的作用,并推断出胆汁分泌不足将有碍于健康的观点,但胆汁究竟有什么作用,他并未对此进行深入研究。1844年,他发表的关于胆汁瘘的论文是他最后几篇生理学论文之一。