Doktorat je napisao na "Sveučilištu Johns Hopkins" 1891. godine, a embriologijom se bavio za vrijeme boravka na Bryn Mawr sveučilištu. Proučavao je mutacije na mušici Drosophila melanogaster. Za vrijeme boravka na sveučilštu Columbia, Morgan je uspio pokazati kako se geni prenose na kromosomima i da su mehanička osnova naljeđivanja. Time je postavio osnove za razvoj moderne genetike.