讓我們來談談孟德爾的典型實驗吧，他首先注意到花園裏的豌豆有高矮兩種，因此選用這對簡單的形態特性作為實驗的對象。普通豌豆是自行受精的植物；那就是由自己雄蕊之花粉受精自己的卵細胞。研究者可把它的雄蕊花粉囊去除，再移入其他植物的花粉而進行人工受精。孟德爾先讓高矮兩種豌豆，自行受精幾代之後，可得純種。至此，高豌豆(8英尺高)的種子一定長出高豌豆；矮豌豆（1∼2 英尺）的種子一定長出矮豌豆。然後再以人工受精的方法進行交配（圖一），P1 為親代，F1 及 F2 各為第一及第二子代。在親代 P1 裏，孟德爾將矮豌豆的花粉移入高豌豆的卵細胞所得的種子，播種後所得的第一子代 (F2) 皆為高植物；矮的遺傳因子沒有表現出來。若讓 F1 的植物自行受精，所得之種子播種後，所得第二子代 (F2) 的植物就有高矮兩種。在孟德爾的實驗共得 1004 棵豌豆植物，其中 787 棵是高的，277 棵是矮的；其高矮之比為 3:1。
他繼續讓這些 F2 植物自行受精。結果，矮的植物所產生的種子只長出矮的植物；但在高的植物當中，有  的植物只產生高的後代；另外  的植物和 F1 的植物類似，可產生高矮的後代 (F3)，其比例依然保持 3:1。
圖一：孟德爾對豌豆交配的實驗。
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孟德爾是在1865年代做這個世界馳名（那是後來的事，當時是默默無聞）的實驗。當時生物界能提供他的遺傳知識是花粉可使卵細胞受精，如此而已。至於對細胞的染色體，減數分裂 (meiosis)，雙倍體 (diploidy) 及單倍體 (haploidy) 等等一無所知。在這種狀況下，他要分析他的實驗數值實在不是一件很容易的事情。幸好他有良好的數學訓練，於是他就利用數學上演繹推理的方法來分析遺傳的定律。由他的實驗指出下面的事實：
- 1.高（6∼7 英尺）與矮（1∼2 英尺）的遺傳特性是一成不變的，沒有中間的高度（如 3∼5 英尺）出現。
- 2.F1 植物沒有矮的特性表現出來；但是在 F2 後代的植物就表現出來，而且按照固定的高矮比例 (3:1) 出現。
- 3.一部分 () 的 F2 代植物變為純種；另 的 F2 代產生 F3 代時繼續離析 (segregation)。
- 4.F2 代之矮植物只能產生矮的後代 (F3)。
孟德爾依照這些事實提出下列三點假設（圖二）：
- 1.高的基因為 T，矮的基因為 t。
- 2.若由卵細胞提供高的基因 (T)，精子提供矮的基因 (t)，所形成的受精卵及其所產生的植物就同時帶了這兩種基因，這兩個基因在植物產生卵細胞與精子時候又告離析。（細胞減數分裂直到1880年代才被闡明；在1865年代孟德爾就有此先見，令人折服。）
- 3.當 T 基因與 t 基因同時存在時，只表現 T 基因；那就是說 T 基因是顯性而 t 基因為隱性。
這些假設可以圓滿的解釋了孟德爾的實驗結果。基因是以完整的個體一代一代的傳遞下去。純合子 (homozygote) 時，其基因型 (genotype) 已定型，所產生的生物個體都是純種；至於雜合子 (heterozygote) 在產生下代的生物個體時又依 3:1 的比例離析（參照圖二，
 之情形）。
圖二：孟德爾對豌豆交配實驗之假設與說明。
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