他為了對抗理查·歐文的理論而提出的科學論證顯示出人類和大猩猩的腦部解剖具有十分的相似性。有趣的是赫胥黎並不完全接受達爾文的許多看法（例如漸進主義），而且，相對於捍衛天擇理論，他對於提倡唯物主義科學精神更感興趣。
作為科普工作的倡導者，他創造了概念“不可知論”來形容他對宗教信仰的態度。
他還因創造了生源論（biogenesis，認為一切細胞皆起源於其他細胞）以及無生源論（abiogenesis，認為生命來自於無生命物質）的概念而廣為人知。
經歷
赫胥黎生於倫敦西部伊令，是當地數學教師喬治·赫胥黎8個孩子中的第7個。17歲時，得到獎學金，開始在查靈十字醫院（Charing Cross Hospital）接受正規的醫學教育。二十歲時在倫敦大學通過他初次的醫學士考試，解剖學及生理學兩個科目都得到最優等成績。1845年他發表了第一篇科學論文，描述了毛髮內鞘中迄無人發現的一層構造，此後該層構造即被稱為“赫胥黎層”。
之後，赫胥黎前往英國海軍謀職，而獲得了即將前往托勒斯海峽進行探勘任務的軍艦響尾蛇號駐艦外科醫官的職位。響尾蛇號於1846年12月3日駛離英國，一抵達南半球，赫胥黎即埋首研究海洋無脊椎動物。他開始將他的發現內容寄回英國。他的一篇論文，“論水母科動物的解剖構造及其間的親屬關係”在1849年被英國皇家學會的“哲學會報”刊出。赫胥黎將 Medusae、Hydroid 及 Sertularian polyps 合併為一綱，並將其命名為 Hydrozoa 綱。他發現此綱生物的共同點是具有由雙層膜所包圍形成的中央空腔或消化道。這就是現在所稱刺胞動物門（Cnidaria）的特徵。他並且把這個特徵比作存在於較高等動物的胚胎中的漿液性和粘液性構造。
赫胥黎的成就受到肯定，而在1850年返英時獲選為皇家學會院士。翌年，他不僅以26歲的年紀獲頒皇家勲章，而且還獲選為評議會議員。
1888年由英國皇家學會授予科普利獎章（Copley Medal）。
他的健康狀況從1885年開始惡化。1890年他從倫敦搬到港口城市伊斯特本，受盡疾病折磨後在那裡去世。
赫胥黎創立了英國學術界十分著名的家庭，其中包括他的孫子奧爾德斯·赫胥黎（作家），朱利安·赫胥黎爵士（聯合國教科文組織首任主席，創立 世界自然基金會），安德魯·赫胥黎爵士（生理學家，諾貝爾獎得主）。
赫胥黎的傳世名言：“儘可能廣泛地涉獵各門學問，並且儘可能深入地擇一鑽研。”（Try to learn something about everything and everything about something.）
