摩爾根是第一位以遺傳學成就而榮獲諾貝爾生理學醫學獎的科學家，是染色體遺傳學的創始人，在孟德爾遺傳學向分子遺傳學發展的過程中，起著承上啟下、繼往開來的作用。
從孟德爾到摩爾根，正是基因概念、性狀概念從模糊到明確，從易變到基本確定的曆史時期。摩爾根是一位善於思考和實驗研究的科學家。
在1910年裏，摩爾根經曆了從反對孟德爾學說到相信、支持、證實並發展孟德爾學說的重大轉變。就是在這一年，摩爾根甚至寫了一篇孟德爾因子不可能由染色體攜帶的論文投寄給《美國博物學家》雜誌。可是，在這篇論文發表之前，事情卻發生了戲劇性變化：摩爾根自己竟然通過實驗證明，果蠅的白眼基因居然是由性染色體攜帶的！關於該實驗的報道，很快就由美國《科學》雜誌發表，而發表的時間竟然先於前一篇論文。前後兩篇論文的觀點截然相反，給摩爾根的學術生涯平添了一層戲劇性的色彩。
果蠅這種實驗材料是1908年在紐約冷泉港卡內基實驗室工作的盧茨（F.E.Lutz)向摩爾根推薦的。這是一種常見的果蠅，學名稱為“黑腹果蠅”。
實驗材料的選取往往是決定研究工作成功與否的關鍵，它在遺傳學發展史中表現得尤為突出。如果以哺乳動物為實驗材料，飼養管理一般都較複雜，生長期又長，而且由單基因控製的性狀少而難尋，所以，一般不適合遺傳學理論研究。而果蠅體型小，體長不到半厘米；飼養管理容易，果蠅繁殖係數高，孵化快，隻要1天時間其卵即可孵化成幼蟲，2~3天後變成蛹，再過5天就羽化為成蟲。從卵到成蟲隻要10天左右，一年就可以繁殖30代。果蠅的染色體數目少，僅3對常染色體和1對性染色體，便於分析。作遺傳分析時，研究者隻需用放大鏡或顯微鏡一個個地觀察、計數就行了，從而使得勞動量大為減輕。
在野外采集到的果蠅，眼睛都是紅色的，稱為“野生型”。1910年5月，摩爾根在實驗室裏飼養的一群紅眼野生型果蠅中，發現了一隻白眼果蠅。摩爾根立刻認識到這隻白眼果蠅的巨大價值。在實驗室裏，摩爾根使這隻白眼果蠅（它是雄性的）與盡可能多的野生型紅眼雌果蠅交配，10天後產生了1240個子裔，形成了一個龐大的果蠅株係。
白眼雄蠅與紅眼果蠅雜交，子一代全是紅眼果蠅。子一代自交，子二代的結果完全是孟德爾式的，其中紅眼果蠅2688隻，白眼果蠅728隻，兩者比率約為3.4:1，而約占1/4的白眼果蠅則全是雄性個性。摩爾根的這一結果，以《果蠅的隱性遺傳》為題發表在1910年7月22日出版的《科學》第32卷第120頁上。摩爾根在論文中沒有肯定地說眼色基因一定與性染色體相關聯，隻是說，眼色基因的分離與兩條性染色體的分離一致。他在該論文中的解釋略顯複雜，也存在一些細節上的錯誤，但結論是正確的。接下來的兩年中，摩爾根又連續發表了兩篇論文，終於把基因與染色體的關係確定無疑地聯係在一起了。
摩爾根指出：如果假定控製眼色的基因位於X染色體上，而Y染色體上則不帶控製眼色的等位基因，那麼實驗結果就能得到完滿的解釋。紅眼基因（+)是顯性，帶有紅眼基因的X染色體用X+表示；白眼基因（w)是隱性，帶有白眼基因的X染色體用Xw表示。基因型為XwY的雄果蠅，由於Y染色體上沒有控製眼色的基因，隱性基因得以表現，所以是白眼果蠅。當白眼雄果蠅與野生型雌果蠅X+X+雜交，子一代的基因型是X+Xw和X+Y，即雌雄果蠅都為紅色複眼，且雌果蠅是雜合體。子一代個體相互交配，結果是在子二代中有3/4是紅眼果蠅，1/4是白眼果蠅。雌果蠅全為紅色複眼，但其中有一半是純合體，另一半為雜合體。雄果蠅則紅眼、白眼各占一半。
摩爾根把紅眼等位基因和白眼等位基因定位在X染色體上，並用實驗證實這些基因是由X染色體攜帶著遺傳的，這就使基因在染色體上的假說有了堅實的基礎，而且還是把一個特定的基因（白眼基因）歸屬到一條特定的染色體（X染色體）上，而這條特定的染色體還與性別有關。
白眼果蠅在基因學說的發展史上起了不可估量的作用。摩爾根以它作為實驗材料，在遺傳學史上第一次證明了基因位於染色體上，並且發現了伴性遺傳規律。可以說，這個白眼果蠅開創了摩爾根基因學說的先河。