孟德尔遗传定律是指同一基因在体细胞分裂过程中的不同形式，即等位基因（allele）的分离和随后的在生殖细胞中的随机组合。
在19世纪，孟德尔通过对豌豆花的杂交实验探究了这个定律。这个定律描述了在自然界中，特定基因的遗传和表现方式。孟德尔认为，物种的特征由“遗传单元”决定。后人将这些遗传单元称为基因。各个基因按一定方式排列在染色体上，控制体细胞和生殖细胞的生长和分化，影响生物个体形态和功能的表现。
孟德尔遗传定律分为三条定律：简单配对定律、自由组合定律和分离独立定律。
简单配对定律：当两个不同基因型的纯合子（一纯合子指所有的基因都是相同形式的）互相杂交时，产生的杂合子（一杂合子指两种基因组成而成，比如Aa）后代的等位基因以1:1的比例分离。例如，将纯合的黄色花豌豆与纯合的绿色花豌豆杂交，得到的第一代杂合子的后代为两个基因颜色各半的杂合子。
自由组合定律：随着不同基因间的自由组合，某一个基因与其他基因的配对不会影响其他基因的配对，也就是说，任意基因间的组合都是等价的，分别合并生长的组合都具有同样的机会出现。例如，在第一代的黄色花豌豆与绿色花豌豆的杂合子中，花的色素基因与叶的色素基因自由组合后，有可能出现黄色花和黄色叶。
分离独立定律：当两对等位基因在杂合子中自由组合时，其中一个对产生的表现形式与另一个对产生的表现形式之间没有影响。例如，在第一代的黄色花豌豆与绿色花豌豆的杂合子中，红花的色素基因与黄花的等位基因自由组合，同时，白花的色素基因与紫花的等位基因自由组合，那么就有可能出现红花和白花的质量的相同的混合色花。
孟德尔遗传定律的发现，不仅使我们认识到染色体并非无序的物质，而是由许多种遗传物质所组成，同时也是现代生物学的奠基之作。
