Estudià l’estructura de la cèl·lula vegetal i la reproducció de les molses. La seva aportació més important, però, fou la redescoberta i la demostració experimental de les lleis de Mendel que féu, simultàniament però separada, amb Hugo de Vries i Erich Tschermak von Seysenegg (1900). Posteriorment aplicà la genètica mendeliana a l’estudi de diferents aspectes de l’herència en els vegetals, com ara l’herència de la variegació i de l’autoesterilitat.