約翰遜提出的基因這個詞壹直被使用。後來在經典遺傳學中，基因作為存在於細胞中具有自我繁殖能力的遺傳單位，有三層含義:壹是控制遺傳性狀發育的功能單位，所以也叫順反子；第二，它是產生變異的變異單位，所以也叫變異體；第三，它是雜種遺傳中的重組或交換單位，所以也叫重組子。基因分為順反子、突變體和重組體，證明基因是可以分離的，打破了傳統的“三位壹體”理論。這壹點現在已經被現代遺傳學所證實。
生物學家繆勒認為，我們應該擺脫基因概念創始人的束縛，努力將基因物化和顆粒化。他提出，如果壹個基因是物質的，人們可以用自由電子撞擊它，得到它的大小的估計。在這壹思想的指導下，繆勒首先通過X射線引起的人工突變來研究基因的行為。在1921中，繆勒明確提出，壹個基因在染色體上有確定的位置，它本身就是壹個微小的粒子；它最明顯的特征是“自我繁殖的本性”；超過壹代後，新繁殖的基因可以“遺傳”；基因類似於病毒。今天我們知道，任何最簡單的病毒都有不止壹個基因，病毒外面還有壹個蛋白質外殼。然而，他提出基因類似於病毒，這足以反映繆勒試圖將其結構具體化和物質化的心情。正因為如此，他深信“我們可以把基因放在研缽裏研磨，放在燒杯裏灼燒”。
1951年，美國生物學家摩根等人出版了《孟德爾遺傳的機制》壹書。這本書總結了他們主要的遺傳學觀點。在這本書中，摩爾根全面地提出了基因理論。
(1)基因位於染色體上；(2)由於生物體內基因的數量大大超過染色體的數量，壹條染色體通常包含許多基因；
(3)基因在染色體上有壹定的位置和順序，呈直線排列；
(4)基因並不總是連鎖在壹起的，在減數分裂過程中，它們經常有序地與同源染色體上的等位基因交換；
(5)基因在染色體上形成連鎖群。不同連鎖群中的基因在形成配子時按照孟德爾第壹遺傳定律和孟德爾第二遺傳定律分離並自由組合。同壹連鎖群中的基因在形成配子時按照摩根第三遺傳定律連鎖交換。基因對於遺傳學家來說就像原子和電子對於化學家和物理學家壹樣重要。摩爾根在這壹點上有壹句深刻的名言，很有神韻:“就像化學家和物理學家假設看不見的原子和電子壹樣，遺傳學家也假設看不見的元素——基因。三者的主要相似之處在於，化學家、物理學家和遺傳學家都是根據數據得出自己的結論。”
迄今為止，基因在染色體上的原理適用於從最高級的哺乳動物到最低級的細菌和病毒，所以基因組學科學地反映了生物界的遺傳規律。然而，基因理論也有局限性。當時沒有人知道基因是壹種什麽物質。至於這樣的基因粒子有什麽功能，如何發揮作用等等，基因理論還沒有涉及到。
現代生物學已經證明，基因是遺傳信息的載體，它們是壹些病毒中DNA或RNA的非常小的片段。壹個DNA分子可以包含數百個、數千個、數萬個基因，每個基因包含若幹遺傳信息。已知的遺傳信息是三聯密碼的形式。