Kölliker studierte 1836-1842 Medizin und Naturwissenschaften in Zürich, Bonn, Berlin und Heidelberg. 1843-1845 Prosector in Zürich, daselbst Professor der Physiologie und vergleichenden Anatomie 1845-1847. Von 1847 bis 1897 Professor der Anatomie und Physiologie in Würzburg. Danach im Ruhestand.

Einer der führenden Histologen seiner Zeit, der grundlegend zur Beschreibung der Struktur vieler tierischer Gewebe beitrug. Sein "Handbuch der Gewebelehre" wurde in mehrere Sprachen übersetzt. Außerdem schuf er das erste größere systematische Werk der Entwicklungsgeschichte.