Il a mené des expériences révolutionnaires avec des mouches des fruits (Drosophila melanogaster) au début du 20e siècle. Son travail a démontré ce qui suit:
* Les gènes sont liés: Il a observé que certains traits étaient hérités ensemble, suggérant que les gènes responsables de ces traits étaient situés sur le même chromosome.
* Les chromosomes échangent du matériel génétique: Il a découvert le processus de traversée, où les chromosomes homologues échangent du matériel génétique pendant la méiose. Cela explique comment les gènes liés pouvaient parfois être séparés.
* Les gènes sont situés sur des chromosomes spécifiques: Les expériences de Morgan avec des mouches des fruits ont montré que des traits spécifiques pouvaient être cartographiés sur des chromosomes spécifiques, confirmant l'emplacement des gènes sur les chromosomes.
Son travail a révolutionné notre compréhension de l'hérédité et a jeté les bases de la génétique moderne.