teorię idioplazmy – za cechy dziedziczne komórki odpowiadała pewna część protoplazmy, którą nazwał „idioplazmą”. Opisał budowę i rozwój wielu glonów i grzybów. Zajmował się również znaczeniem niższych grzybów dla rozwoju chorób zakaźnych i fermentacji. Badając skrobię, wprowadził pojęcie hipotetycznej jednostki struktury, co pozwoliło na zrozumienie struktury skrobi.
Zajmował się także teorią dziedziczenia i pochodzenia. Był zwolennikiem teorii samorództwa i wierzył, że ewolucja zachodzi skokowo. Prawdopodobnie przewidział odkrycie mutacji. Uważał, że zmienność gatunkowa była spowodowana przez czynniki wrodzone, które napędzała zmiany ewolucyjne w określonym nielosowym kierunku, na przykład w celu zwiększenia rozmiarów. Von Nägeli odrzucił przysłaną mu przez Gregora Mendla (1822–1884) pracę o dziedziczeniu – praca ta została odkryta 40 lat później i posłużyła jako źródło sformułowania praw Mendla.
Von Nägeli zmarł 10 maja 1891 roku w Monachium.