Kláštor mu umožnil štúdium na viedenskej univerzite, kde sa najväčšmi zaoberal matematikou a prírodnými vedami. Po absolvovaní univerzity sa vrátil do Brna a stal sa profesorom na nemeckej reálke. V kláštornej záhrade usilovne robil pokusy s krížením rastlín, najmä hrachu, ktorých výsledkom sú jeho zákony o dedičnosti. Publikoval ich v r. 1865, za jeho života sa však neuznávali a neskôr sa na ne zabudlo. Márne písal o svojich výsledkoch a K. W. Naegelimu, ktorý sa takisto zaoberal týmito problémami, ani u neho nenašiel porozumenie. Mendela krátko nato zvolili za opáta kláštora, a tak zvyšok života sa už musel zapodievať len administratívnymi otázkami. Jeho vedecký objav si vyše 30 rokov nikto nevšimol, až v r.1900 traja učenci naraz- Nemec C. Correns, Holanďan H. de Vries a Rakúšan E. Tschermak potvrdili jeho správnosť.
Klasické Mendelove pokusy s krížením trvali 15 rokov a Mendel odvodil z ich výsledkov hlavné pravidlá dedičnosti. Na rozdiel od iných Mendel si problém zjednodušil tak, že sledoval najprv prenášanie jedinej vlastnosti ( napríklad farby). Zvolil si hrach s červenými a bielymi kvetmi a sledoval zmenu farby pri krížení. Podľa výsledkov stanovil základné pravidlá, ktoré platia pri prenášaní znakov z rodičov na potomstvo. Tieto pravidlá potvrdili neskoršie pokusy, takže tvoria základnú kostru celej vedy o dedičnosti. Mendel zistil, že sa nededia vlastnosti, ale len schopnosti, vlohy pre ne. Tieto vlohy dostali neskôr názov gény. Dedia sa teda gény, a nie znaky ( vlastnosti). Krížením môžu gény tvoriť nové kombinácie. Na tvorbe dedičných znakov sa rovnomerne zúčastňujú obaja rodičia. V 1. generácii platí zákon rovnotvarosti- uniformity. Jedinci 1. pokolenia, ktorí vznikli krížením dvoch rozličných rás, sú rovnakí. Časť jednotlivcov pripomína svojimi vlastnosťami jedného, časť zasa druhého rodiča (zákon štiepenia).