遗传学三大基本定律是孟德尔于1856-1864、摩尔根于1909-1911年期间提出来的。三大基本定律分别是基因分离定律、基因自由组合定律、基因的连锁和交换定律。

自由组合定律(又称独立分配规律)是在分离规律基础上，进一步揭示了多对基因间自由组合的关系，解释了不同基因的独立分配是自然界生物发生变异的重要来源之一。按照自由组合定律，在显性作用完全的条件下，亲本间有2对基因差异时，F2有2^2=4种表现型；4对基因差异，F2有2^4=16种表现型。设两个亲本有20对基因的判别，这些基因都是独立遗传的，那么F2将有2^20=1048576种不同的表现型。这个规律说明通过杂交造成基因的重组，是生物界多样性的重要原因之一。现代生物学解释为：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。