在宣传的同时，他逐渐把进化论的的观点嫁接到了自己的理论之中，形成自己的理论。1874年他提出“生物发生律”，即 “个体发育是系统发域短而迅速的重演”，这就是当时著名“复演”说。它的提出，把遗传学的产生提上了日程。为了寻找理论支持，他进一步对海绵体胚胎进行研究，提出了科学史上有名的“原肠祖说”。依据现代的科学，这显然是不正确，但在当时也是进化论猾思想的体现。
海克尔并非一个严格的无神论者。他出生于一个基督教家庭，但他反对创世论，认为世界万物是有灵魂的，上帝与万能的自然规律是同一的。
在《形态学大纲》中，他写道：“高等人与低等人之间的差别比低等人与高级动物之间的差别要大。”在《永久》中他更为直白地说：“每个教育良好的德国战士……在智慧和道德价值上胰上百个英国、法国、俄国和意大利所能提供的原始的自然人要高。”这无疑给了德国优生论极大的启发。1905年，海克尔自己也加入了“优生论社团”。
这些言论使海尔克在历史上成为纳粹主义的铺路人，尤其是海克尔利用在学术界的权威地位来普及他的政治观点。
晚年的海克尔，创立了“一元论者协会”，全身心投入到哲学研究上，并把科学研究统一到哲学上。此外，还把他的 “一元论”引向了精神世界，得出“精神与物质是统一”的观点，这显然有些偏激。但他对达尔文的进化论进行了大力宣传，并绘制动物系谱图、提出了“生物发生律”等，推动了继达尔文之后整个生物学的发展。
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