Fue abad del monasterio de Brünn (actualmente Brno, Chequia). Los monjes impartían clases de ciencias en los centros educativos superiores de la ciudad, por lo que estudió Ciencias Naturales y Matemáticas en la Universidad de Viena. Trabajó sobre la transmisión de los caracteres de las plantas (herencia) a través de sucesivas generaciones y resumió sus estudios en leyes que sólo fueron valoradas alrededor de 1900 cuando fueron redescubiertas por Hugo de Vries, Karl Erich Correns y ErichTschermack, de forma independiente, aunque le reconocieron como el auténtico descubridor de las Leyes de la Herencia.

Sus trabajos sobre la transmisión de los caracteres de las plantas a través de sucesivas generaciones, constituyen el fundamento de la genética moderna. Sus principales experimentos, llevados a cabo sobre más de 27 000 plantas de distintas variedades del guisante oloroso, desembocaron en su teoría explicativa de la aparición de caracteres antagónicos en las sucesivas generaciones de híbridos, basadas en las dos leyes de la dominancia y la segregación de caracteres.

En 1865 Mendel presentó sus resultados ante la Sociedad de Ciencias Naturales de Brünn, la cual los publicó al año siguiente con el título Experimentos de hibridación de plantas. Los estudios de Mendel se basaron en cuatro aspectos: a) estudiar la transmisión de caracteres aislados; b) contar el número de descendientes de cada tipo; c) cruzar cepas o razas puras; y d) elegir una planta en la cual el origen de los gametos podía ser controlado.