Mit fortschreitender Zeit schritt auch die Komplexität von Mendels Experimenten vor. Zuvor unterschieden sich die Saaterbsen nur in einem Merkmal, nämlich Farbe. Die Kreuzung war also monohybrid. Nun wollte Mendel es aber wissen, und zwar, ob die Theorie auch auf dihybride Kreuzungen (Kreuzung mit 2 Merkmalen) gilt. Versuchsobjekte waren nun Saaterbsen, die sich in den Merkmalen Farbe und Form unterschieden. Gelb-rund und grün-kantig. Da die Allele für gelb-runde Samen dominieren, sind die Hybriden der F1-generation auch alle zu 100% gelb-rund.
Nun kreuzte Mendel die Hybriden der Filialgeneration F1 untereinander und fand wiederum etwas Interessantes heraus. Die F2-Generation enthielt gelb-runde, grün-kantige, aber auch gelb-kantige und grün-runde. D.h. bis dahin nie beobachtete Merkmalskombinationen waren aufgetreten. Die Merkmale der F1 sind frei kombiniert worden. Daraus leitete Mendel die Neukombinationsregel ab.