Цитологические основы единообразия гибридов первого поколения и расщепления признаков во втором поколении при дигибридном скрещивании связаны с механизмом независимого распределения генов во время мейоза. В результате дигибридного скрещивания гетерозиготные родительские особи (например, AaBb) образуют гаметы, содержащие всевозможные комбинации генов (AB, Ab, aB, ab). В результате гибридов первого поколения происходит случайное сочетание этих гамет и образуются особи с различными генотипами (например, AABB, AABb, AaBB, AaBb и т.д.).

Во втором поколении происходит расщепление признаков из-за независимого ассортиментного распределения генов при секвенировании гамет. Каждый ген, отвечающий за разные признаки (например, гены A и B), распределяется независимо от других генов во время мейоза. Это приводит к образованию новых генотипов и фенотипов в потомстве. Таким образом, в результате дигибридного скрещивания происходит смесь генотипов и появление новых комбинаций признаков в потомстве.