Hukum segregasi Gregor Mendel menyatakan bahwa dua alel untuk setiap sifat terpisah, selama pembentukan gamet, dan bahwa selama pembentukan zigot baru, alel akan bergabung secara acak dengan alel lainnya. Hukum segregasi memastikan bahwa orang tua, dengan dua salinan dari setiap gen, dapat meneruskan alel keduanya. Kedua alel akan memiliki perubahan yang sama dengan berakhir di zigot.
Dalam organisme dengan reproduksi vegetatif, genom dibawa dalam dua salinan identik. Salinan diwariskan dari setiap orang tua, dalam bentuk gamet. Organisme ini dikenal sebagai diploid ketika mereka memiliki kedua salinan genom, dan haploid ketika gamet mereka hanya memiliki satu salinan. Meskipun Gregor Mendel tidak jelas bagaimana prosesnya berlangsung, mikroskop modern dan teknik molekuler telah mengungkapkan bahwa alel terpisah selama proses meiosis.
Meiosis terjadi pada sel-sel khusus yang dikenal sebagai gametosit, yang membentuk sel-sel haploid dari sel-sel diploid. Agar ploidi sel menjadi berkurang, kromosom dalam sel harus dibagi sama rata. Untuk memulai proses, semua DNA dalam sel diduplikasi. Ini menciptakan dua salinan dari setiap alel. Dalam sel ini, sekarang ada 4 alel untuk setiap gen, meskipun 2 di antaranya hanya salinan identik dari yang asli 2. Ketika meiosis dimulai, kromosom terkondensasi dan sejajar dengan pasangan homolognya. Kromosom homolog adalah kromosom yang mengandung bagian DNA yang identik, yang pada awalnya diwariskan dari orang tua yang berbeda.
Selama profase I dari meiosis I, kromosom homolog mengikat bersama. Bagian khusus dari DNA dapat tumpang tindih, menyebabkan kerusakan pada DNA. Karena kesamaan DNA, pecahnya hanya bertukar segmen dalam proses yang disebut crossing-over. Pindah silang ini membantu menetapkan keacakan dari warisan alel dan juga pemisahan gen yang berbeda. Pemisahan berbagai gen selama meiosis dikenal sebagai hukum perpaduan bebas (independent assortment).
Selama metafase I dari meiosis I, pasangan homolog terikat ini sejajar di tengah sel dan terpisah. Dalam melakukan ini, alel-alel yang berbeda untuk setiap gen dipisahkan secara afektif. Selama meiosis II, salinan alel akan dipisahkan menjadi gamet individu. Ini memastikan bahwa setiap alel membuatnya menjadi gamet baru, memberikan kesempatan yang pada dasarnya sama untuk menemukan gamet untuk bergabung dan menciptakan organisme baru.
Karena hukum pemisahan masing-masing alel adalah entitasnya sendiri dan selalu memiliki kesempatan yang sama untuk diteruskan ke generasi berikutnya. Ini berarti bahwa terlepas apakah alel dominan atau resesif dalam hubungannya dengan alel lain maka akan diteruskan dengan cara yang sama, dengan frekuensi yang sama. Hukum perpaduan bebas menyatakan bahwa sementara gen mungkin ada pada kromosom yang sama, mereka juga diwariskan secara independen satu sama lain karena mekanisme meiosis.
