Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов F₁)
Этот закон выведен Менделем на основании результатов моногибридного скрещивания. Для опытов были взяты два сорта гороха, отличающиеся друг от друга одной парой признаков — цветом семян: один сорт имел желтую окраску, второй — зеленую. Скрещивающиеся растения были гомозиготными, т. е. не давали расщепления при самоопылении.
Для записи результатов скрещивания Мендель предложил следующую схему. Пусть А — желтая окраска, а — зеленая окраска.

В первом поколении все растения имели желтые семена. Мендель назвал желтый цвет доминирующим, а зеленый — рецессивным. По генотипу все потомки были гетерозиготны.
На основании полученных результатов Мендель сформулировал закон, позднее названный первым законом Менделя или законом единообразия гибридов первого поколения: при скрещивании организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков, первое поколение единообразно по фенотипу и генотипу.

Второй закон Менделя (закон расщепления)
Из семян, полученных при скрещивании гомозиготного растения с желтой окраской семян с растением с зеленой окраской семян, Менделем были выращены растения, и путем самоопыления было получено второе поколение F₂. Среди полученных растений встречались экземпляры как с желтыми семенами, так и с зелеными. Вдобавок Мендель выявил, что схожие по фенотипу растения отличаются по генотипу: треть растений с желтыми семенами при самоопылении не давала расщепления, а две трети — давали в соотношении 3:1. Эти опыты показали, что расщепление по фенотипу сопровождается расщеплением по генотипу в соотношении 1:2:1.

На основании полученных данных Мендель сформулировал второй закон или закон расщепления: у потомства, полученного от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 (75% особей имеют доминантный признак, 25% — рецессивный), а по генотипу — 1:2:1.

Закон (гипотеза) чистоты гамет
При анализе признаков гибридов первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген не исчезает и не смешивается с доминантным. В F₂ проявляются оба гена, что возможно только в том случае, если гибриды F₁ образуют два типа гамет: одни несут доминантный ген, другие — рецессивный. Это явление и получило название гипотезы чистоты гамет: каждая гамета несет или доминантный, или рецессивный ген из одной аллельной пары. Гипотеза чистоты гамет была доказана после изучения процессов, происходящих в мейозе.
Гипотеза «чистоты» гамет — это цитологическая основа первого и второго законов Менделя. С ее помощью можно объяснить расщепление по фенотипу и генотипу.
Определение числа типов гамет проводится по формуле 2ⁿ, где n — число пар генов в гетерозиготном состоянии. Например, у организма с генотипом ААВВ генов в гетерозиготном состоянии нет, т. е. n = 0, следовательно, 2⁰ = 1, и он образует один тип гамет (АВ). У организма с генотипом АаВвСс три пары генов в гетерозиготном состоянии, т. е. n = 3, следовательно, 2³ = 8, и он образует восемь типов гамет.

Третий закон Менделя (закон независимого наследования)
Этот закон был выведен на основании анализа наследования двух пар признаков у гороха: окраски и формы семян. Скрещивание, в котором рассматривается наследование двух пар признаков, называется дигибридным.
В качестве родительских форм Мендель использовал гомозиготные по обоим парам признаков растения: один сорт имел желтые семена (А) с гладкой кожицей (В), другой — зеленые (а) и морщинистые (b).

В первом поколении все гибриды были одинаковы: желтая окраска и гладкая кожица, т. к. эти два признака являются доминантными.
Затем Мендель из семян F₁ вырастил растения и с помощью самоопыления получил гибриды второго поколения. В F₂ произошло расщепление на 4 фенотипических класса в соотношении 9:3:3:1. 9/16 всех семян имели оба доминантных признака, 3/16 — первый доминантный и второй рецессивный, 3/16 — первый рецессивный и второй доминантный, 1/16 — оба рецессивных признака.

При анализе наследования каждой пары признаков получаются следующие результаты. В F₂ 12 частей желтых семян и 4 части зеленых семян, т.е. соотношение 3:1. Точно такое же соотношение будет и по второй паре признаков (форме семян).
На основании этих опытов Мендель сформулировал закон независимого наследования: при скрещивании организмов, отличающихся друг от друга двумя и более парами альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всевозможных сочетаниях.
В отличие от первого и второго законов, третий закон Менделя выполняется, если гены, кодирующие исследуемые признаки, находятся в разных парах гомологичных хромосом.

Анализирующее скрещивание
Этот метод был предложен Менделем для выяснения генотипов организмов, имеющих одинаковый фенотип. Для выяснения генотипа изучаемых организмов их скрещивали с гомозиготными рецессивными формами.
Если в результате скрещивания все поколение оказывалось одинаковым и похожим на анализируемый организм, то можно было сделать вывод: исходный организм является гомозиготным по изучаемому признаку.

Если в результате скрещивания в поколении наблюдалось расщепление в соотношении 1:1, то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.

В этом случае поколение по генотипу и фенотипу как бы возвращается к родительским формам, поэтому такой вид анализирующего скрещивания Мендель назвал возвратным.
Анализирующее скрещивание применяется в селекции для изучения генотипа особей и для составления генетических карт хромосом.