Seit 1870 wirkte Abbe als Professor an der Universität Jena. Die von ihm entwickelte Theorie der Abbildung im Mikroskop war Grundlage der wissenschaftlichen Optik und verschaffte Carl Zeiss einen wichtigen technologischen Vorsprung: Hatte man Mikroskope zuvor nur nach Erfahrungswerten hergestellt, so baute man sie ab 1872 auf der Grundlage wissenschaftlicher Berechnungen und erreichte damit wesentlich bessere optische Eigenschaften. Dies wiederum machte bahnbrechende Forschungen in Biologie und Medizin möglich, zum Beispiel die von Robert Koch und Paul Ehrlich.

Ernst Abbe, der zum Teilhaber bei Carl Zeiss wurde, war ein überaus erfolgreicher Unternehmer. 1862 waren bei Zeiss 25 Mitarbeiter beschäftigt. Im Todesjahr Ernst Abbes 1905 war das Unternehmen auf knapp 1.400 Mitarbeiter gewachsen. Ab 1890 erweiterte Abbe die Produktpalette der Zeiss-Werke um Messgeräte (1890), Fotoobjektive (1890), Ferngläser (1894), astronomische Instrumente (1897) und Bildmessgeräte (1901).

Abbe war auch ein mutiger Reformer, der mit seinen sozialpolitischen Ideen seiner Zeit weit voraus war. Um den Bestand der Unternehmen Carl Zeiss und Schott zu sichern, gründete Abbe im Jahr 1889 die Carl-Zeiss-Stiftung, die er 1891 zur Alleineigentümerin der Zeiss-Werke und zur Miteigentümerin der Schott-Werke machte.
Neben seinerzeit außerordentlich fortschrittlichen Bestimmungen zur Unternehmensführung und zu rechtlich verankerten Arbeitsbeziehungen spiegelte sich auch das soziale Engagement Abbes im Statut wider.
So gab es für die Beschäftigten Mitspracherechte, bezahlten Urlaub, Beteiligung am Ertrag, ein verbrieftes Recht auf Pensionszahlungen, Lohnfortzahlung im Krankheitsfall und von 1900 an den Achtstundentag.
Auf diese Weise wurden die Stiftungsunternehmen Carl Zeiss und Schott zu Vorreitern der modernen Sozialgesetzgebung.