Né dans une famille d’artisans à Delft, Antonie Van perdit son père à l’âge de six ans. Il n’avait que seize ans lorsqu’il commença son apprentissage chez un drapier à Amsterdam. Il exerça également d’autres métiers, devenant successivement drapier, huissier de justice, géomètre et mesureur. Ces occupations lui laissaient suffisamment de temps et de loisirs pour se consacrer à des recherches scientifiques, rendues possibles par son talent exceptionnel d’observateur attentif et par la qualité de ses instruments et outils, notamment en optique.
En 1671, il commença à fabriquer des microscopes. Ceux-ci étaient constitués d’une lentille unique prise en sandwich entre deux plaques métalliques. L’objet à observer était placé sur une aiguille qui, grâce à une vis, pouvait pivoter, monter ou descendre, pour s’approcher ou s’éloigner de la lentille selon les besoins de l’observateur. En 1674, Van Leeuwenhoek fournit la première description précise des globules rouges, que Malpighi et Swammerdam n’avaient qu’entrevus.
En 1675, il fit une autre découverte importante : celle des infusoires, les protozoaires aujourd’hui connus sous le nom de ciliés. Il écrivit à la Royal Society de Londres que ces minuscules créatures lui étaient apparues (dix mille fois plus petites que les puces d’eau mentionnées par M. Swammerdam) et étaient visibles à l’œil nu. En 1677, il s’intéressa aux étranges (petits animaux) que Johan Ham, étudiant en médecine à l’université de Leyde, venait d’observer dans le sperme humain. Ham pensait qu’ils étaient produits par la putréfaction, mais Van Leeuwenhoek les considérait à juste titre comme un composant normal du sperme dans tout le règne animal. Il est donc le véritable découvreur des spermatozoïdes, qu’il étudia chez toutes sortes d’animaux appartenant à divers ordres et qu’il décrivit avec minutie.
Van Leeuwenhoek a distribué les résultats de ses mémoires et de ses travaux scientifiques à la Royal Society de Londres, dont il fut finalement élu membre en 1680. Contrairement à l’usage de l’époque, il les a écrits dans sa langue maternelle et non en latin, qu’il ignorait. « La seule chose qui manquait peut-être à ce génie autodidacte était une approche plus théorique pour révolutionner la science de son temps ».
