派修道院的后院里工作8年，于1865年2月的奥地利自然科学学会会议上报告了自己进行的植物杂交研究结果，第二年在奥地利自然科学学会年刊上发表了着名的《植物杂交试验》论文，阐述了遗传学的两项基本规律——基因的分离定律和基因的自由组合定律。文中指出，生物的所有性状都是通过遗传因子来传递的，遗传因子是一些独立的遗传单位。此理论把可观察的遗传性状和控制它的内在的遗传因子区分开来，遗传因子于是作为基因的雏形名词诞生了。基因的存在最早是由他在19世纪推论出来的，而不具有分子生物学的观察基础。在达尔文发表进化论后不久，孟德