19世紀，特別是下半葉，細胞學取得了前所未有的發展:A. weismann首次提出在細胞水平上研究遺傳的觀點，斷然否定獲得性遺傳，提出種質連續性理論；O. Hertwig研究了海膽的受精，證實了動物細胞在配子形成過程中會經歷減數分裂。魯(W. Roux) 1883提出了遺傳物質均分的觀點；薩頓和蒙哥馬利證明了染色體的連續性。薩頓指出:“父本和母本的染色體成對相連，在減數分裂過程中相互分離，這是孟德爾遺傳的物質基礎”；博韋裏研究了蛔蟲的受精，並證實了染色體的個體性。他認為受精卵中的細胞壹半來自父親，壹半來自母親。這正如E.B.Willson所預言的:“細胞通過分裂連續發生，遺傳現象是這種連續性的結果。”
這些細胞學結果的染色體假說在1903 ~ 1910期間沒有得到認可和支持，很多遺傳學家反對。巴特森是其中之壹。連鎖現象是巴特森在1906的香豌豆雜交中首先發現的。雖然此時提出染色體理論已經三年了，但面對連鎖現象，他不僅提出了排斥和引用的術語，還“珍惜妳的例外！”除了這句名言，什麽都沒做成。
後來，摩根對染色體理論做出了決定性的貢獻。
染色體理論主要來自細胞學的觀察事實。摩爾根認為這是“投機性”的推測，要求更直接的證據，並宣稱他永遠不會接受這種沒有實驗基礎的理論。
在摩爾根看來，承認那種性狀是由“顆粒”控制的，並且顆粒位於單個不同的染色體上，是根植於他的進化思維背景的，這在某種程度上意味著否定他原有的概念體系。現在看來，可以認為在1910年之前，進化論者作為胚胎學家，對預成說和細胞學家所堅持的粒子說持否定態度。雖然預成形理論和進化論之間的爭論顯然在100年前就平息了，而且後者以勝利告終，但胚胎學家對任何預成形思維的痕跡都過於敏感。
當然，最初的粒子遺傳理論確實有簡單化的缺點。直到1909年，W. Johannsen才提出基因型和表型的概念。在此之前，粒子論者不得不從遺傳因子與生物性狀壹壹對應的預制思維來討論遺傳。也就是說，盡管惡棍理論長期被忽視，但基因型是壹種還原表型的痕跡並沒有被動搖。
為什麽摩爾根迅速成為染色體理論的主要倡導者和壹系列有力證據的提供者？1904年，美國細胞學家威爾遜邀請他到哥倫比亞大學。作為朋友和同事，他們的辦公室被壹堵墻隔開，還有壹些研究果蠅和昆蟲染色體遺傳的學生作為媒介。威爾遜在這裏的工作深深影響了摩根。
1908年，摩爾根引進果蠅建立果蠅室，作為遺傳實驗材料。1910 5月份發現壹只白眼睛的雄蠅，他立刻和壹只正常的紅眼雌蠅交配。結果F1全是紅眼，說明白眼是隱性突變。在F1的兄妹交合產生的F2中，出現了白眼僅限於雄性果蠅的現象，這表明眨眼與性別有遺傳關系。他將白眼雄蠅與紅眼雌蠅F1回交，結果顯示雌蠅也可以有白眼。然後把白眼雌蠅和紅眼雄蠅雜交，出現了雄蠅全是白眼，雌蠅全是紅眼的現象。他把這種現象稱為母象父象子的交叉遺傳。
性狀的遺傳因性別而異，這是孟德爾的雌雄同株豌豆無法表達的新現象，卻讓摩爾根想起了世紀之交對性染色體的研究。
1891年後，H. Henking在半翅目昆蟲的精巢細胞中發現並命名了含有異染色質的X染色體。1902 (C.E. McClung)將染色體與昆蟲性別聯系起來；Wilson (1905)研究了半翅目和直翅目，認為性別是由性染色體決定的，特別是N.M.Stevens發現了果蠅的性別決定機制。
利用這些細胞學結果，可以得出上述基因位於X染色體上的結論，但摩根仍然猶豫不決。主要原因是面對復雜的實驗結果，進化論觀點仍然影響著摩爾根對不以“小人與生命力”為基礎的預制觀的思考。他很難相信染色體是壹種可以從根本上控制壹切的“粒子”。
果蠅Morgan的雜交結果與英國研究的飛蛾和鳥類的性別決定機制相矛盾。後來證明這種平行對立只是基因位於染色體上的又壹個證據。
果蠅只有八條染色體，個體性狀多種多樣。他擔心很多性狀會包含在同壹個染色體裏，會和它壹起“孟德爾式”。物種間染色體的數量差異很大，這讓他認為染色體可能不是能控制所有性狀的矩陣。
縝密的科學思維，珍貴的懷疑精神！當進壹步的研究讓他醒悟到這些問題時，著名的論文《果蠅的性別限制遺傳》誕生了，這是遺傳學上第壹次將特定基因與特定染色體聯系起來。
然而，直接證明染色體理論的是摩爾根的合作者布裏格斯的經典研究。當他重復白眼雌蠅和紅眼雄蠅的交配時，發現了約1/2000的初級例外後代，即雌性偏母、兒子偏父的“性狀直接傳遞”；然後將初級異常中的白眼雌蠅與正常的紅眼雄蠅交配，發現頻率更高(4%)的次級異常。Briggs假設初級異常的白眼雌蠅有XXY異常染色體(即X染色體在母本減數分裂I期沒有分離，和* * *壹起進入受精卵)，它形成的4個配子與正常親本的2個配子結合，即形成8個眼神、性別、生育力和活力不同的後代，其中4%是直接傳遞的次級異常。布裏格斯還逐壹檢查了這些蒼蠅的性染色體，結果完全得到了證實。這項研究直觀而令人信服地證實了染色體是基因的載體。
遺傳染色體理論的誕生是細胞學和遺傳學的結晶，它宣告了細胞遺傳學的成熟。正如米勒所說，“它為整個現代遺傳學奠定了基礎”。摩根也在1933年，諾貝爾誕生100周年的時候獲得了桂冠。諾貝爾委員會認為，“沒有摩爾根的研究，就沒有人類遺傳學，也就沒有人類優生學”。遺傳學的迅速發展已經表明，當時的這種評價是遠遠不夠的。正如科學歷史學家E. Mayr在1984中所說，“接受遺傳的染色體理論絕不是染色體研究的終結，而是進入染色體研究新時代的標誌”。