外源基因導入植物后，應能穩定地遺傳給后代。許多實例已經證實，外源基因整合到植物基因組后，經過減數分裂能保持下來，并穩定地通過有性過程傳遞給后代，保持高度的減數分裂穩定性。
外源基因以單拷貝單座位插入植物染色體后，表現單基因顯性孟德爾遺傳。多拷貝單座位整合時，同樣符合單基因分離規律，因為多拷貝基因呈連鎖狀態。
外源基因在不同的染色體上多座位整合時，按孟德爾自由組合定律遺傳。外源基因在同一染色體上多座位插入時，若每個座位的轉基因拷貝在遺傳分離時相互獨立，就會呈現多個基因的孟德爾遺傳現象，若各拷貝按連鎖定律遺傳，由于外源基因控制的表型性狀相同，也可以認為是按孟德爾分離規律遺傳的。
但是，轉基因植物中外源基因的遺傳并非完全遵循孟德爾遺傳規律，也會出現異常分離的情況，諸如顯性個體的數目明顯低于孟德爾比率等，這種非孟德爾遺傳的發生頻率為10%～50%。對于特定的轉基因植物而言，往往是孟德爾遺傳與非孟德爾遺傳兩種現象并存。
外源基因導入植物基因組后，DNA片段的截短、基因重排等現象均可發生。用裸露的DNA直接轉化時，在轉化當代及子代中常出現外源基因環化、甲基化、片段分離和丟失等現象。由于減數分裂中外源基因的缺失或失活，導致轉基因植株子代中外源基因控制的性狀消失。因此，轉基因工程植株子代表現型比例就可能變得較為復雜多樣。