Mendel eseguì diverse serie di incroci. Nella prima parte del suo lavoro egli decise di considerare l’ereditarietà di un solo carattere per volta in un grande numero di piantine, e operò nel modo seguente.

• Per ciascun carattere scelse piantine di linea pura per forme opposte del medesimo carattere ed effettuò una fecondazione incrociata: raccolse il polline da un ceppo parentale e lo mise sullo stigma (l’organo femminile) dei fiori dell’altro ceppo, ai quali preventivamente aveva tolto le antere (gli organi maschili), in modo che la pianta ricevente non potesse autofecondarsi. Le piante che fornivano o ricevevano il polline costituivano la generazione parentale, indicata con P.
• I semi e le nuove piante da essi prodotte costituivano la prima generazione filiale o F₁. Gli individui di questa generazione possono esser definiti ibridi in quanto figli di organismi che differiscono per uno o più caratteri. Mendel e i suoi aiutanti esaminarono tutte le piante di F₁ per vedere quali caratteri presentavano e poi annotarono il numero di piante di F₁ che mostravano ciascun tratto.

I risultati ottenuti nella generazione F₁ possono essere riassunti nella prima legge di Mendel, o legge della dominanza: gli individui ibridi della generazione F₁ manifestano solo uno dei tratti presenti nella generazione parentale.

Mendel ripeté l'esperimento per tutti e sette i caratteri della pianta di pisello prescelti. Il metodo da lui seguito è illustrato nella ▶figura 1, che prende come esempio il carattere «forma del seme». Mendel prelevò il polline da una pianta di pisello di un ceppo puro con semi rugosi e lo collocò sullo stigma dei fiori di un ceppo puro a semi lisci. Egli eseguì anche l’incrocio reciproco, in cui si scambia l’origine parentale dei due caratteri: prelevò il polline da una pianta a semi lisci e lo collocò sugli stigmi dei fiori di un ceppo a semi rugosi. L’incrocio fra questi due tipi di piante P produceva in ogni caso una F₁ tutta uniformemente a semi lisci; era come se il carattere «seme rugoso» fosse completamente sparito.