Mendel nhận thấy rằng các đặc điểm khác nhau không di truyền cùng nhau. Định luật phân ly độc lập phát biểu rằng các alen của các gen khác nhau phân ly độc lập với nhau trong quá trình hình thành giao tử. Alen mà một giao tử nhận được cho một gen không ảnh hưởng đến alen mà nó nhận được cho một gen khác.

Cơ sở vật lý là sự định hướng ngẫu nhiên của các cặp nhiễm sắc thể khác nhau ở kỳ giữa I của quá trình giảm phân. Do đó, các gen nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau sẽ phân ly độc lập. Các gen nằm gần nhau trên cùng một nhiễm sắc thể có liên kết di truyền và không tuân theo quy luật phân ly độc lập.

Định luật này dự đoán tỷ lệ kinh điển 9:3:3:1 trong các phép lai hai tính trạng. Bản đồ liên kết và tần suất tái tổ hợp định lượng tần suất các gen phân ly độc lập. Di truyền học hiện đại vẫn dựa trên nguyên tắc này khi phân tích sự di truyền của nhiều tính trạng hoặc locus.

• Các alen của các gen khác nhau phân ly độc lập.
• Xảy ra trong quá trình giảm phân
• Điều này đúng đối với các gen nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau.
• Tạo ra tỷ lệ 9:3:3:1 trong các phép lai hai tính trạng.