Dokonano tego dzięki zastosowaniu mutagenezy skierowanej na poszukiwanie fenotypów z zaburzonym wzorem rozwojowym. Mutanty homeotyczne często wykazują dosyć spektakularne i dziwaczne fenotypy, takie jak np. występowanie odnóży krocznych w miejscu czułków.
Budowa Wszystkie geny homeotyczne posiadają tzw. kasetę homeo (homeobox), czyli swoistą, wysoce konserwatywną ewolucyjnie sekwencję nukleotydową. Homeobox tworzy około 180 pz. Odcinek białka kodowany przez kasetę określa się jako homeodomenę; białkowe produkty kasety homeo są regulatorami genów odpowiadających za rozwój poszczególnych segmentów ciała organizmu w okresie zarodkowym. Białka homeotyczne zaliczane są do czynników transkrypcyjnych. Uważa się, że mutacje homeotyczne przyczyniają się do zmian ekspresji zespołów zależnych od siebie genów, tworzących alternatywne szlaki rozwojowe. Geny homeotyczne stanowią „przełączniki” dla poszczególnych szlaków ekspresji przez co sprawują kontrolę nad genami, działającymi w następnym etapie rozwoju organizmu. Nieco inaczej sytuacja wygląda w przypadku roślinnych genów homeotycznych. Rośliny kodują pokrewny czynnik transkrypcyjny, który zawiera odmienny moduł wiążący DNA nazywany kasetą MADS (ang. MADS box).