Во 1875 година, Мичурин изнајмил земјиште од околу 500 квадратни метри во близина на Тамбов, започнал со собирање на растенија и истражување во помологијата и селекцијата. Во 1899 година, тој се здобил со многу поголемо земјиште од околу 130.000 квадратни метри и ги преселил сите негови растенија таму.
Во 1920 година, веднаш по завршувањето на Руската граѓанска војна, Владимир Илич Ленин му наредил на Народниот комесар за земјоделство Симеон Середа да организира аналитичко истражувачки проект на делата и практичните достигнувања на Мичурин. На 11 септември 1922 година, Михаил Калинин го посетил Мичурин по лично барање на Ленин. На 20 ноември 1923 година, „овошната градина“ на Мичурин е прогласена за институција од државна важност. Во 1934 година, градината станува Централна генетска лабораторија Мичурин.
Мичурин дал голем придонес во развојот на генетиката, особено во областа на помологијата. Во својата цитогенетска лабораторија, тој ја истражувал клеточната структура и експериментирал со вештачки полиплоиди. Мичурин изучувал аспекти на наследноста во врска со природниот тек на онтогенезата и надворешното влијание, создавајќи сосема нов концепт за доминација. Тој докажал дека доминацијата зависи од наследноста, онтогенезата и филогенезата на почетната структура на клетките и на индивидуалните карактеристики на хибридите и услови на одгледување. Во неговите дела, Мичурин претпоставува можност за менување на генотипот под надворешно влијание.
Мичурин е еден од основоположниците на научната земјоделска селекција. Тој работел на хибридизација на растенијата, потеклото на сличностите и разликите, методи за зачувување во врска со природниот тек на онтогенезата, насочување на процесот на доминација, евалуација и селекција на садници и забрзување на процесот на селекција со помош на физички и хемиски фактори.
Тој развил теоретска основа и некои практични начини за хибридизација на географски оддалечени растенија. Мичурин исто така, предложил начин за надминување на генетската бариера на неспојливост за време на процесот на хибридизација, како што се опрашување на млади хибриди додека прв пат „ цветаат“, употреба на „посредник”, опрашување со мешавина од различни видови на полен итн.
Мичурин е првиот кој започнал со одгледување на хибриди на грозје, кајсија, слатка цреша и другите источно-европски растенија во северна клима.
