他曾设想通过移植细胞核来进行育种：把两种不能杂交的鱼的优点结合起来，并使之遗传下去。他的研究，为动物育种提出一个新的、可能的途径。他的关于海鞘的研究，主要是在20世纪50年代前进行的。他的研究证明了其胚胎发育中有些组织器官是有可塑性的，纠正了过去一些学者认为其发育属于严格镶嵌型的见解。从20世纪40年代至50年代初，他在鱼类早期发育的实验研究中，还证明了鱼卵受精后原生质向动物极流动，其组织中心在受精后不久就建立起来了。这一现象，可能在脊椎动物的发育中具有普遍意义。在这期间，他对于两栖类胚胎纤毛运动的研究，断定了纤毛运动方向对中胚层组织的依赖性，后者可能通过化学物质产生影响，由此，他探讨了胚胎组织的极性。

　　20世纪70年代以后，童第周开始注意用生物化学的方法研究核质关系。他与合作者还研究了核酸对金鱼性状的诱变作用，取得了很多成果，并发表了论文。他的科研工作始终贯穿着一条线索，这就是从卵子在受精前后的结构到细胞质与细胞核在发育中的相互关系，进而探讨细胞质在性状遗传中的作用。