孟德尔开始研究植物杂交工作，所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品 种，按种子的外形是圆的还是皱的，子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成 了7对相对的性状。然后，按一对相对性状和两对相对性状，分别进行了杂交实验， 得到了如下的一些结果。
一对相对性状的杂交实验 孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂 交。第一代杂种（子1代）全是高茎的。他又通过自花授粉（自交）使子1代杂种产 生后代， 结果子2代的豌豆有3／4是高茎的，1／4是矮茎的，比例为3：1。孟德尔 对所选的其它6对相对性状，也一一地进行了上述的实验，结果子2代都得到了性状 分离3：1的比例。
两对相对性状的杂交实验 孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。 结果发现，黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后，子1代都是黄圆种子；子1代 自花授粉所生的子2代， 出现4种类型种子。在556粒种子里，黄圆、绿圆、黄皱、 绿皱种子之间的比例是9：3：3：1。
通过上述实验材料，孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。
1．分离定律。 孟德尔假定，高茎豌豆的茎所以是高的，是因为受一种高茎的 遗传因子（DD）来控制。同样，矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。 杂交后，子1代的因子是Dd。因为D为为性因子，d为隐性因子，故子1代都表现为高 茎。子1代自交后，雌雄配子的D，d是随机组合的，因此子1代在理论上应有大体相 同数量的4种结合类型：DD，Dd，dD，dd。由于显性隐性关系，于是形成了高、矮3： 1的比例。 孟德尔根据这些事实得出结论：不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合 的，但并不互相掺混，是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现，称为分离定 律。
2．自由组合定律。 对于具有两种相对性状的豌豆之间的杂交，也可以用上述 原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR，绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子 杂交后，子1代为YyRr，因Y，R为显性，y，r为隐性，故子1代都表现为黄圆的。自 交后它们的子2代就将有16个个体，9种因子类型。因有显性、隐性关系，外表上看 有4种类型： 黄圆、绿圆、黄皱、绿皱，其比例为9：3：3；1。根此孟德尔发现， 植物在杂交中不同遗传因子的组合，遵从排列组合定律，后人把这一规律称为自由 组合定律。
孟德尔的发现被埋没
孟德尔从1856年开始， 经过8个的专心研究，得出了上述两上定律并写成一篇 题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔（一个气象学家）的鼓励的支持下， 他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上，报告了这一论文。 与会者很有兴致地听取了他的报告，但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提 问题，也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学 研究会会报》上全文发表了这篇论文。
曾一个时期，人们以为孟德尔的工作被埋没，是由于当时学术情报囿闭不通， 交流不广，人们不知道他的工作造成的。后经调查，才知情况并非如此。原来该学 会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志，共寄出115本。 其中，当地有关单位12本，柏林8本，维也纳6本，美国4本，英国2本（英国皇家学 会和林耐学会）。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少 有5个人了解他的工作。 第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究 对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展，有一定的推动作用。在植物学方面， 他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他，且还给他写过进一 步说明论文的长信。 第二个是A．凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授，在维也纳植 物园当主任。 第三个是H．霍夫曼，一位植物学教授。第四个是威廉．奥尔勃斯． 福克，他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是，刊物也好， 论文也好，都如石沉大海，没有得到明显的反响。这样，孟德尔的为遗传学奠定了 基础的、具有划时代意义的发现，竟被当代人们所忽视和遗忘，被埋没达35年之久。