Cæsar Boeck er internasjonalt kjent gjennom sine nøyaktige og detaljerte beskrivelser av sjeldne hudsykdommer. Noen av dem ble beskrevet for første gang av ham, og én bærer fortsatt hans navn internasjonalt: Boecks sarkoid. Boecks navn er også kjent ved at de syfilispasientene som ble lagt inn på Rikshospitalets hudavdeling i den perioden han var avdelingens overlege, ikke fikk noen behandling, men bare ble detaljert undersøkt og registrert. Dette såkalte Oslo-materialet har senere blitt fulgt opp og har gitt verdifull kunnskap om forløpet av ubehandlet syfilis.
Boeck vokste opp i Lier og Drammen, ble student 1864 og tok medisinsk embetseksamen ved universitetet i Christiania 1871. Etter tre år i midlertidige legestilliger studerte han hudsykdommer i Wien vinteren 1874–75 og ble deretter ansatt som reservelege ved Rikshospitalets hudavdeling, der hans onkel Wilhelm Boeck var overlege. Under onkelens sykdom og etter hans død bestyrte han avdelingen til 1878. Deretter drev han som privatpraktiserende hudlege til 1888, avbrutt av et nytt utenlandsopphold 1885–86 for å studere hudsykdommer i Tyskland og Paris. 1889 ble han ansatt som overlege ved Rikshospitalets hudavdeling og som professor i hudsykdommer 1895.
I begynnelsen av 1880-årene flyttet Rikshospitalet fra Akersgaten til nye bygninger i Pilestredet. Hudavdelingen fikk tilhold i en egen moderne bygning, og det ble i praksis Cæsar Boeck som kom til å forestå oppbyggingen av en moderne sykehusavdeling for hudsykdommer. Omkring 1880 var hudspesialiteten allerede skilt fra indremedisin som et eget fag, men spesialiteten omfattet i Norge, som i resten av verden, i hovedsak bare sykdommene spedalskhet, syfilis, skabb, eksem og psoriasis. Cæsar Boeck utvidet denne rammen. Han beskrev i løpet av en tjueårsperiode en rekke nye og sjeldne hudsykdommer, noen av dem for første gang. To av disse sykdommene fikk navn etter ham; en av dem var Boecks sarkoid.
Cæsar Boeck var også interessert i behandlingen av syfilis. Han delte sin onkels syn på tidens fremherskende behandling av syfilis, som var behandling med kvikksølvsalter. Begge mente at behandlingen gjorde mer skade enn gagn. Cæsar Boeck hadde derimot ingen tro på Wilhelm Boecks alternative behandling, som var poding med “bløt sjanker”. Cæsar Boeck valgte ikke å gi syfilispasientene noen behandling i det hele tatt. Pasientene ble imidlertid omhyggelig registrert og journalført. Deres symptomer ble beskrevet, og sykdommens forløp ble beskrevet gjennom det såkalte første og annet stadium, som til sammen tar omtrent fire år. Effektiv behandling av syfilis fikk man først 1915 med legemiddelet Salvarsan. Salvarsan ble deretter benyttet på pasienter i første og annet stadium, men ikke på pasienter senere i forløpet. Pasientmaterialet til Cæsar Boeck fra perioden 1890 til 1910 omfattet 2000 syfilispasienter, som altså overhodet ikke fikk noen behandling. Dette pasientmaterialet er senere fulgt opp av amerikaneren E. Gurney Clark og nordmennene Niels Chr. Danbolt og Trygve Gjestland, og er den internasjonale standardreferansen for forløpet av ubehandlet syfilis.
Cæsar Boeck var medlem av Videnskabs-Selskabet i Christiania (nå Det Norske Videnskaps-Akademi) fra 1889 og av flere utenlandske medisinske selskaper, og ble utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden 1911. Han gikk av med pensjon 1915 og døde 1917.