Mendel použil ke křížení jedlý hrách (Pisum sativum). Vybral sedm znaků, které byly výrazné a nikdy se nemísily; vyskytovaly se jako alternativy buď - anebo. Příklady: výška rostliny (krátká nebo vysoká); barva hrachu (zelená nebo žlutá); umístění květů (omezené na vrchol nebo rozmístěné podél stonku).
Když zkřížil odrůdy, které se lišily v nějakém znaku (např. vysoké křížené s krátkými), první generace hybridů (F1) vykazovala pouze jednu ze dvou alternativ. Jeden znak byl dominantní a druhý recesivní. Když však tyto hybridy zkřížil mezi sebou, ve druhé generaci (F2) se opět objevil recesivní znak. Poměr rostlin vykazujících dominantní a recesivní znak byl téměř 3:1. Další analýza potomků (F3) dominantní skupiny ukázala, že jedna třetina z nich byla pravá a dvě třetiny hybridní konstituce. Poměr 3:1 by se tedy dal přepsat jako 1:2:1, což znamená, že 50 % generace F2 bylo pravé a 50 % ještě hybridní. To byl Mendelův zásadní objev.
Dalo by se to shrnout tak, že dědičnost není prolínání, jak si myslel Darwin, ale je to dědičnost částicová. Faktory (geny) se neslučovaly ani nemísily, zůstávaly oddělené a přecházely do další generace beze změny.
Svou práci publikoval v roce 1866, ale v té době nikdo neviděl, jak je významná. O 35 let později byly tyto práce znovu objeveny a okamžitě se začala rozvíjet moderní genetika.
