Исследования показали, что причиной возникновения новых комбинаций является обмен генами (кроссинговер), происходящий во время конъюгации гомологичных хромосом в профазе первого деления мейоза. Частота событий кроссинговера зависит от расположения генов в хромосомах. Чем дальше друг от друга расположены гены, тем больше частота кроссинговера. Изучение этих процессов позволило создать генетические карты организмов. У каждого организма количество групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.
Работая вместе с талантливыми сотрудниками в области изучения хромосом - цитогенетики, Моргану удалось разгадать причины необычного соотношения признаков и сформулировать хромосомную теорию наследственности. Основные положения этой теории следующие:
1. Разные гены могут располагаться в одной хромосоме. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Количество групп сцепления у гомозиготных организмов равно числу хромосом в гаплоидном наборе.
2.Каждый ген в хромосоме занимает определенное место (локус); гены в хромосомах расположены линейно.