Zákony dědičnosti G. Mendela pro monohybridní křížení jsou zachovány i v případě složitějšího dihybridu. S tímto typem interakce se rodičovské formy liší ve dvou párech kontrastních rysů.
Uvažujme na příkladu dihybridní křížení a potvrzení zákonů G. Mendela. Zkřížili dvě odrůdy hrachu: s bílými květy a normální korunou a s fialovými květy a podlouhlou korunou. Všichni jedinci první generace měli bílé květy s normální korunou. Z toho usuzujeme, že bílá barva (označme ji C) a normální délka (napišme E) jsou dominantní znaky a fialová barva (c) a protáhlá koruna (e) jsou recesivní. Při samosprašování rostlin první generace dochází k štěpení. Pro lepší přehlednost vypracujeme schéma křížení.
První křížek: P1 CCE x cce
G 2Сс a 2Eee
F1 Cviz
Druhé křížení (samoopylení F1 hybridů): P2 Ccee x Ccee. Dihybridní křížení vede ke vzniku 16 typů zygot. Každá gameta bude obsahovat 1 zástupce z páru genů C-c a páru E-e. Současně gen Clze se stejnou pravděpodobností kombinovat s E nebo e. Na druhé straně se c může kombinovat s E nebo e. Výsledkem je, že hybrid CcEe tvoří 4 typy gamet se stejnou frekvencí: CE, Ce, cE, ce. Společně tvoří následující organismy: 9 bílých s normální korunou, 3 bílé s prodlouženou korunou, 3 purpurové s normální korunou a 1 purpurový s prodlouženou korunou.
Ve druhé generaci se v důsledku křížení kromě hybridů, které jsou navenek podobné rodičovským formám, tvoří formy s novou kombinací znaků (kombinační nebo dědičná variabilita). Tento fenomén hraje důležitou roli v evoluci, dává nové kombinace adaptivních vlastností. Aktivně se využívá i ve šlechtění, kde křížení rostlin a zvířat šlechtěných odrůd a plemen umožňuje šlechtit nové druhy.
Počet fenotypů v F2 je menší než počet genotypů. To je způsobeno skutečností, že různé kombinace gamet mohou poskytovat stejné morfologické rysy. Takže dostaneme rozdělení podle fenotypu - 9:3:3:1.
Takové dihybridní křížení je možné, pokud jsou dominantní geny umístěny na nehomologních chromozomech. Cytologickým základem takové fúze a redistribuce je meióza a oplodnění. G. Mendel si všiml, že při takové interakci genů se každý pár znaků dědí nezávisle na sobě, volně se kombinují ve všech možných kombinacích (nezávislá dědičnost).
Všechny vzory dědičnosti, které G. Mendel stanovil pro mono- a dihybridkřížení jsou charakteristická i pro složitější kombinace. K polyhybridnímu křížení tedy dochází, když se organismy za tímto účelem liší ve třech nebo více kontrastních rysech. Tato fúze gamet a redistribuce genetické informace jsou založeny na zákonech dělení a nezávislé dědičnosti vlastností.
Z výše uvedeného docházíme k závěru, že dihybridní křížení jsou ve skutečnosti dva nezávisle probíhající jednoduchá křížení, kde se bere v úvahu jeden alternativní znak (monohybrid). To platí pro rostliny i zvířata.