Aisló varias moléculas ricas en fosfatos, a las cuales llamó nucleínas (actualmente ácidos nucleicos), a partir del núcleo de los glóbulos blancos en 1869, y así preparó el camino para su identificación como los portadores de la información hereditaria, el ADN.
Cuando trató los núcleos aislados con una solución alcalina y luego la acidificaba, observó un precipitado.
Las proporciones eran diferentes a cualquier otro material biológico estudiado, por lo que concluyó que había aislado un componente biológico no descrito previamente, asociado casi exclusivamente con el núcleo.
Miescher, que se había trasladado a Basilea, comenzó sus investigaciones con el esperma de los salmones y descubrió la presencia de una serie de sustancias, una ácida (ácido nucleico o «nucleína») y una fuertemente básica, a la que denominó «protamina» y que se identifica con las histonas.
Los estudios de Miescher jugaron un papel muy importante en la biología molecular, que abrió las puertas a numerosas pruebas y experimentos que realizaron varias personalidades diferentes, aunque en su época el término <