Il principio mendeliano della segregazione degli alleli dice che i due fattori responsabili di un carattere si separano (segregano) durante la formazione dei gameti. Quindi, una pianta eterozigote per un dato carattere produrrà gameti di due tipi: quelli con il fattore dominante e quelli con il fattore recessivo, con una proporzione di ciascuno di essi uguale al 50% dei gameti totali. Nel caso di piante omozigoti (come, ad esempio, una linea pura), tutti i gameti prodotti saranno uguali tra di loro e conterranno il fattore dominante o il fattore recessivo, in base al genotipo della pianta omozigote dominante o omozigote recessivo.
Mendel dedusse che il rapporto fenotipico ottenuto dall'incrocio tra due eterozigoti della generazione F1 di 3/4 dominanti e 1/4 recessivo, che corrisponde al rapporto genotipico di 1/4 omozigoti dominanti, 2/4 eterozigoti e 1/4 omozigoti recessivi, fosse dovuto alla casualità con cui i gameti si incontrano e dal rapporto di dominanza tra i due alleli. Quindi le proporzioni fenotipiche osservate non erano altro che il risultato statistico dell'accoppiamento casuale dei gameti formati per segregazione degli alleli alla meiosi e dal rapporto di dominanza tra gli alleli. Questo risultato è facilmente verificabile con il quadrato di Punnet.