Mendel usou as ervilhas comestíveis (Pisum sativum) para suas cruzes. Ele selecionou sete caracteres que eram distintos, e nunca misturados; eles ocorreram como uma ou outra alternativa. Exemplos: altura da planta (curta ou alta); cor das ervilhas (verde ou amarela); posição das flores (restrita à parte superior ou distribuída ao longo do caule).
Quando ele cruzou variedades que diferiam em uma característica (por exemplo, cruzamento alto com baixo), a primeira geração de híbridos (F1) mostrou apenas uma das duas alternativas. Um caráter era dominante, e o outro recessivo. Mas quando ele cruzou estes híbridos um com o outro, o caráter recessivo reapareceu na segunda geração (F2). A proporção de plantas mostrando o dominante em oposição ao recessivo era próxima de 3 para 1. Uma análise mais aprofundada dos descendentes (F3) do grupo dominante mostrou que um terço deles eram verdadeiros mestres e dois terços eram de constituição híbrida. A proporção 3:1 poderia, portanto, ser reescrita como 1:2:1, o que significa que 50% da geração F2 eram de constituição verdadeira e 50% ainda eram híbridos. Esta foi a maior descoberta de Mendel.
Tudo isso poderia ser resumido dizendo que a herança não era uma mistura, como Darwin havia pensado, era particulado. Os fatores (genes) não foram fundidos ou misturados, eles permaneceram separados e foram passados para a geração seguinte inalterados.
Ele publicou seu trabalho em 1866, mas na época ninguém viu o quão significativo ele era. 35 anos mais tarde, os trabalhos foram redescobertos e, imediatamente, a genética moderna começou.