也逐漸形成了他今後特有的研究方式：用綜合的辦法進行實驗，同一時期裡至少研究五十種不同的生物。一旦實驗出現了有意義的苗頭，他又輕易而且適意地被旁的冷門所吸引。例如，他做過多次實驗，試圖產生帶脊柱裂的胚胎，也就是由於背脊未連在一起而產生的脊椎缺陷。他發現可以用兩種方法創造產生脊柱裂的條件，一是給胚殆加以一種弱的鹽溶液，一是藉助於某種直接的損傷。人類也有脊柱裂，但摩爾根當時大概不會認識到他的這項研究對臨床應用有意義，因為那時不時興把人看作動物。
摩爾根和赫特維希在同一時間各自獨立地發現可以透過加氯化鎂或高滲海水人工地刺激海膽卵開始分裂。在一般情況下，必需有精子的刺激：卵子才開始分裂過程。這項研究最終是由摩爾根在布林莫爾和伍茲霍爾的老同事雅克·洛布完成的，他於1899年把摩爾根曾採用的鹽溶液稍加改進，成功地誘導了蛙卵的人工發育。這項研究花去洛布大半生精力，終於成功地產生了沒有父親的正常幼蟲，然後又成功地發育成蝌蚪，之後又實驗成功由未受精的卵發育成雄蛙與雌蛙。報界認為這是件了不起的成就而大加宣揚。這為海洋生物實驗室幫了大忙，因為大部分研究是在這個實驗室完成的。不過，在實驗室的研究人員中，有些人覺得不該只歸功於洛佈一個人。而摩爾根本人倒不介意，一直與洛布相處得很好。
還有一項實驗值得一提，因為它導致摩爾根對當時一位大名鼎鼎的生物學權威產生了懷疑，摩爾根重複博韋裡的實驗，給去除了細胞核的卵授精。博韋裡曾發現，受精後發育成的海膽與父親相像。但摩爾根重複這一實驗時，結果很不一致，不能支援博韋裡的結論。從此以後，他覺得博韋裡的研究報告不太可靠。
1895年摩爾根回到布林莫爾，從生物學副教授晉升為正教授。1897年他出版了第一本專著——《蛙卵的發育：實驗胚胎學導論》。在這本書裡，他評述了關於蛙的早期胚胎發生的實驗結果，討論卵裂面上的決定因素、脊柱裂畸形胚的產生、損傷離休子細胞的效應、三大組織層的發育等問題。他對減數分裂也作過粗略的描述，但沒提及遺傳與性決定的問題。除此之外，摩爾根還對魏斯曼關於減數分裂的理論闡述表示出一定程度的厭惡。他寫道：“魏嘶曼利用了關於染色體數目減少這一發現來建立他的詳盡闡述的、高度理論化的遺傳理論……照魏斯曼等人看來，染色體數減至其他細胞染色體數的一半似乎是受精過程的準備階段……這樣一來，同一物種的染色體數就可代代相傳，永不改變。”
摩爾根從那不勒斯園來時，確信美國人與國外生物學界隔絕了，對於許多新近的研究都不甚了了，同時也缺少一個歐洲國家那樣水平的海洋生物學中心。以後幾年中，他參觀過幾個成立不久的美國的海洋生物試驗站，大都設在科德角，但他經常回到設在伍茲霍爾的海洋生物實驗室來。1897年，這個年青的科研機構經歷了一場重大的變革。
具有進步思想的實驗室主任C·O·惠特曼那年同理事會面對面幹了一仗。理事會成員大都是原來在波士頓建立實驗室的那批人。惠特曼主張實驗室要擴大，要發展；而理事會從經濟角度考慮，提出既然財政緊張，不如干脆關閉一個夏天。不過，實驗室的研究人員已有300人以上，當年的象徵性薪俸已全部付清。他們擔心自己研究的海洋生物在本人不在場的情況下繁衍，於是改選了一個新的理事會。理事會的成員擴大了，更具全國代表性，幾乎全是科研人員。遠比舊的理事會有膽識，對於海洋生物實驗室的前途更有信心。摩爾根是1897年選出的24名理事之一，直到1937年，他總共擔任了四十年理事。過後又作為名譽理事，直至他逝世。在第二次世界大戰期間汽油實行配給之前，每年夏天他至少抽出一部分時間呆在伍茲霍爾，繼續參加該實驗室的工作。隨著實驗室建設的進展，實驗工作也順暢多了。
在伍茲霍爾和布林莫爾學院，摩爾根開始把教學和科研的重點放在再生現象上。繼子細胞損傷研究之後，開展再生現象的研究可算是順理成章，因為半邊胚胎有能力發育成完整的個體，這本身就是一種再生或復位。在摩爾根攻讀研究生之初，就已開始涉及到蚯蚓的再生能力的研究。現在他又轉而研究另幾種低階生物，它們任憑摩爾根切去身上一些東西，然後又漸漸長回原狀。
生物的再生現象本是個客觀事實，但摩爾根這段時間大部分研究的目的是需要弄清發生再生的條件以及促成再生的諸因素。
他這樣寫道：“動物長到了本物種特定的體積時即