Mendel đã sử dụng phương pháp phân tích các thế hệ lai bằng toán xác suất thống kê (phương pháp phân tích thống kê). Nhờ phương pháp này, Mendel đã tìm ra được các quy luật di truyền, điều mà một số các nhà khoa học cùng thời cũng thực hiện các thí nghiệm lai thực vật nhưng không tìm ra được. Phương pháp này gồm các bước cơ bản như sau:

(1) Tạo ra các dòng thuần chủng về từng đặc tính của mỗi tính trạng bằng cách cho các cây có đặc tính riêng biệt tự thụ phấn qua nhiều thế hệ.

(2) Cho hai dòng đậu thuần chủng khác nhau về một hoặc nhiều tính trạng tương phản thụ phấn chéo để tạo ra thế hệ lai F1, F2, F3,…

(3) Sử dụng thống kế toán học để phân tích số liệu thu thập được từ một số lượng lớn đời con, sau đó đưa ra giả thuyết giải thích kết quả.

(4) Tiến hành thí nghiệm chứng minh giả thuyết.