Le fait qui caractérise essentiellement les travaux de Malpighi, c'est qu'il fut un observateur fidèle de la nature et un expérimentateur zélé. L'un des premiers, il s'occupa de l'anatomie de structure qui a tant progressé ensuite sous le nom d'histologie; il employa couramment le microscope et eut recours, l'un des premiers, aux injections dans les préparations cadavériques. Le premier, Marcello Malpighi reconnut la vraie structure du poumon et démontra que l'air se trouve dans les vésicules et ne se mélange pas avec le sang qui circule dans le réseau vasculaire de leurs parois. Il a découvert les papilles de la peau et le premier mis a nu la couche profonde de l'épiderme, le corps muqueux de Malpighi. Dans le rein, il a découvert les glomérules qui portent son nom. De même, il a scruté la structure du foie, du cerveau, de l'embryon du poulet, etc.

Comprenant toute l'importance de l'anatomie comparée, il a disséqué non seulement les animaux supérieurs, mais encore les insectes et les végétaux (La botanique au XVII^e siècle). Malgré les erreurs auxquelles il s'est trouvé entraîné par des raisonnements analogiques peu exacts, il est, dit Baillon, « l'un des pères de l'histologie végétale ». (Dr L. Hn.).

En bibliothèque - Ouvrages principaux de Macello Malpighi : Obs. anat. de pulmonibus (Bologne, 1661, in-fol.); De Viscerum nominatim pulmonum, hepatis, cerebri corticis, renum, lienis, structura exercit. anatomicae... (Amsterdam, 1669, in-12, et une foule d'éditions; trad. fr. Paris, 1687, in-12); De Formatione pulli... (Londres, 1673, in-4; trad. fr. Paris, 1686, in-12); Anatome plantarum... (Londres, 1675-79, in-fol.; 1686, in-fol.); Appendix...de ovo incubato observat. continens; epistola de glandulis conglobatis (Londres, 1689, in-4; Leyde, 1690, in-4); Consultationum medicinalium centuria (Padoue, 1713, in-4, et autr. éd.); Marcelli Malpighii opera omnia... (Londres, 1686, in-fol.; Leyde, 1687, 2 vol. in-4); Opera posthuma... (Londres, 1697, in-fol., et autres éd.).