Após estudar uma característica de cada vez (monoibridismo), Mendel passou a se preocupar com o comportamento de duas características, uma em relação à outra, no mesmo cruzamento. Por exemplo, como seriam os descendentes de um indivíduo de semente amarela e lisa com outro de semente verde e rugosa? O que ocorreria se realizasse a autofecundação de um híbrido para essas duas características? Ao analisar cruzamentos que envolviam dois tipos de características (di-hibridismo), Mendel descobriu mais uma lei da Genética. Mendel cruzou ervilhas puras para semente amarela e para superfície lisa (caracteres dominantes) com ervilhas de semente verde e superfície rugosa (caracteres recessivos). Constatou que F1, era totalmente constituída por indivíduos com sementes amarelas e lisas , o que era esperado, uma vez que esses caracteres são dominantes e os pais eram puros. Ao provocar a autofecundação de um indivíduo F1 , observou que a geração F2 era composta de quatro tipos de semente: amarela e lisa, 9/15 ; amarela e rugosa , 3/16; verde e lisa, 3/16; verde e rugosa , 1/16. Os fenótipos " amarela e lisa" e "verde e rugosa" já eram conhecidos , mas os tipos "amarela e rugosa" e "verde e lisa" não estavam presentes na geração paterna nem na F1. O aparecimento desses fenótipos de recombinação de caracteres paternos e maternos permitiu a Mendel concluir que a herança da cor era independente da herança da superfície da semente . O par de fatores para cor se distribuía entre os filhos sem influir na distribuição do par de fatores para superfície. Essa é a segunda lei de Mendel, também chamada de lei da recombinação ou lei da segregação independente , e pode ser assim enunciada: " Em um cruzamento em que estejam envolvidos dois ou mais caracteres , os fatores que determinam cada um se separam (se segregam) de forma independente durante a formação dos gametas , se recombinam ao acaso e formam todas as combinações possíveis".
