Задавшись целью выдвинуть на первый план изучение преступника, а не преступления, Ломброзо исследовал различные физические и психические явления у большого числа преступников. Исследования патологической анатомии, физиологии и психологии преступников дали ему ряд признаков, отличающих, по мнению его, прирожденного преступника от нормального человека. Руководствуясь этим, Ломброзо считал возможным не только установить тип преступного человека вообще, но даже отметить черты, присущие отдельным категориям преступников, как, например, ворам, убийцам, насильникам. Форму черепа, носа, ушей, цвет волос преступников наблюдали и измеряли Ломброзо и его ученики. Это послужило основанием сделать заключение, что в преступном человеке живут, в силу закона наследственности, психофизические особенности отдаленных предков. Выводы его нашли отражение в вышедшей в 1890 году книге "Новейшие успехи науки о преступнике".
В 1892 году эта книга была издана на русском языке и сразу же встретила серьезную критику русских ученых-антропологов. Несмотря на широкую популярность учения Ломброзо в конце XIX — начале XX века, оно уже в то время критиковалось большинством серьезных ученых. На брюссельском международном уголовно-антропологическом конгрессе в 1892 году особенно ярко выяснилась несостоятельность понятия преступного человека как особого типа, равно как и всех тех частных положений (о характерной форме носа и ушей преступников), которые Ломброзо выводил из этого понятия.
Ломброзо на конгрессе нашел опасных противников не только среди криминалистов, но и среди антропологов, доказавших, что уголовное право — наука социальная и прикладная и что она не может быть сближаема с антропологией.
В настоящее время учение Ломброзо вспоминается только как курьезный пример попытки объяснить характер поведения человека по его внешности. Попытки в той или иной форме возродить его положения непременно встречают решительный отпор ученых.
В середине XIX века интерес к физиогномике заметно упал. Незнание антропологии лишало возможности дать верную оценку многим физиогномическим признакам, незнание анатомических основ мимики вводило произвол и неясность во многие толкования. Физиогномика все больше и больше превращалась в салонную игру или как лженаука эксплуатировалась шарлатанами всевозможных мастей.
Свое первое научное обоснование физиогномика получила в капитальном труде Дюшена о "Механизме человеческой физиогномии", изданном в 1876 году в Париже. Воспользовавшись своим глубоким опытом в электротерапевтической технике, Дюшен экспериментально изучил лицевую мимику, определил с неопровержимой точностью мимическое значение каждой лицевой мышцы в отдельности и по группам.
