创立生物突变论
1877年，德弗里斯到伦敦参观访问，此行最大的收获就是拜会了他心中的偶像达尔文。从此他与达尔文建立了长期的联系和深厚的友谊。当时，达尔文的自然选择学说正受到严重的挑战。按照达尔文的观点，自然界没有飞跃，物种主要是通过微小变异逐渐产生新种并进化的。由于达尔文主张“融合性”遗传，所以他不能解释自然选择何以能够将微小变异积累起来形成新种。达尔文的反对者正是以此非难进化论的。
科学的争论就像分娩时的阵痛一样，它往往意味着一个新理论的诞生。也许正因为看到了这一点，德弗里斯毅然放弃长达十几年的植物生理学实验，而转向植物的遗传与变异的研究。他决心用挑战和发展达尔文的进化论这种科学家特有的方式，来表达自己对达尔文的崇敬之情。
上苍也格外垂青于这位志向远大、才华横溢的生物学家。1886年，一个偶然的机会，德弗里斯在希尔沃萨姆城郊一块废弃的马铃薯地块上，意外地发现两棵与众不同的红秆月见草品种，便将它带回阿姆斯特丹，种在自己的实验园地里。他将两个月见草品种进行杂交，在杂交一代和杂交二代中出现了既不同于它们的亲本，彼此间又不相同且在当时谁也没有见过的3个新品种：小月见草、晚月见草和红斑月见草。此外，他还在杂交第五代中得到一株巨型月见草。这些新品种几乎都能纯一传代，变异很稳定。通过“月见草”杂交实验，德弗里斯逐渐认识到，达尔文强调的那种微小变异不是形成新物种的真正基础。物种起源主要是通过跳跃式变异“突变”来实现。成功在久不在速，为了解释“月见草”何以能够产生如此丰富的突变体，德弗里斯潜心研究了16年。1901～1903年间，他终于撰写出版了他生平的得意之作二卷本的《突变论》，集中阐述了他的生物突变论思想。一石击起千层浪。德弗里斯的生物突变论思想震撼了整个生物学界。许多生物学家，尤其是达尔文主义者对德弗里斯学说表示赞赏与欢迎。因为突变论解答了达尔文学说中许多使人迷惑费解的问题，回击了一些反进化论者的攻击，从而大大向前推进了达尔文的进化论。突变论的创立，使德弗里斯一举成名，他因此被公认为20世纪世界最杰出的生物学家之一。
其实，德弗里斯对进化论的贡献远不在于它解释了达尔文自然选择学说无法解释的各种疑问，更主要的在于他开创了将实验方法应用于进化论研究的先河，第一个将实验方法引进到非实验及富于意测的进化论领域之中。这既是他的历史性贡献，也是他成功的奥秘。
在现代遗传学看来，德弗里斯所说的突变现象属于染色体畸变，它与摩尔根遗传学中所说的突变即基因突变是不同的。因此，到20世纪20年代，生物学家逐渐抛弃了突变学说。但是突变论被抛弃并不意味着德弗里斯发现的突变现象无意义。在自然界，无论是动物
界还是植物界，到处都存在着普遍的真实的突变。同时在基因学说中，突变仍是进化的基石和原材料。因而，从某种意义上说，遗传学家和进化论者在摩尔根给予的突变一词的意义上达成了新的统一。
重新发现孟德尔遗传定律
大家知道，早在1865年，奥地利神父孟德尔就已经提出遗传因子概念作为生物遗传的基本单位，并以此阐述了生物遗传的两个基本规律。但这个天才发现却被瑞士植物学家耐格里扼杀于摇篮之中。因此，整个19世纪下半叶，对生物遗传的奥秘，人们仍不知晓。1900年的春天，生物学史上发生了一个重大事件：被埋没了35年之久的孟德尔遗传定律为两位植物学家几乎同时各自独立地发现。德弗里斯是第一个再发现者，此外还有德国的科伦斯和奥地利的切马克。
德弗里斯是从19世纪80年代末开始进行植物杂交实验研究的。起初，进行这些实验的目的是为了探索物种的起源与变异问题。然而，在大量的实验统计数据中他意外地发现了杂种性状有规则的分离现象。1893年，他用靡菲斯特罂粟(黑色、显性)同丹尼伯洛格罂粟(白色、隐性)杂交，两年后得到158棵带黑斑植株和43棵白色植株。1896年，他用这些子代植株进行白花授粉，所有隐性植株都能纯一传代，显性植株有的能纯一传代，有的则再次发生分离，比例为1095株黑斑植株和358株白色植株。在其他品种的实验中，德弗里斯也发现显性植株约占总植株数的75％，隐性植株约占25％。由此，他得出以下两个基本原理：
1．就两个相对性状来说，杂种只表现其中的一个，并得到充分的发育。因此，杂种在这方面无法与它的两个亲本中的一个相区别。这里没有出现过渡类型。
2．在形成花粉细胞和卵细胞的过程中，两个相对性状彼此分离，在多数情况下，这种分离遵循着简单的概率规律。
德弗里斯把前一个原理称为“显性律”，后一个原理称为“分离律”。1900年初，他同时用德文和法文写了两篇题为《杂种的分离律》和《关于杂种的分离定律》的论文，并相继发表在《巴黎科学院记事录》和《德国植物学会学报》上，从而揭开了孟德尔遗传定律再发现的序幕，为现代遗传学的建立打下了坚实的基础。作为使孟德尔遗传定律重见天日的第一人，德弗里斯的工作起到了决定性的作用，他功不可没。
然而，也许是被太多的赞扬声冲昏了头脑，德弗里斯未能表现
