摩爾根退休以後，街對面校園裡他原來的辦公室仍然屬他所有，實驗室裡也保留了他原來的位置。加州理工學院買下了科羅納·德爾馬海洋生物實驗站，在摩爾根指導下裝備起來，現在成了他在加州的伍茲霍爾。每逢星期天，有青年教師開車送他到那兒去，大約有一小時路程。但其餘六天他都在加州理工學院實驗室裡工作。
果蠅研究的世界中心早已隨著摩爾根遷至帕薩迪納，現在這項工作仍在繼續，但沒有它的創始人參與。當需要對遺傳學做新的總結時，斯特蒂文特和比德爾執筆寫了一本新書，書名《遺傳學導論》。這是一本寫得極好的書，至今仍在重印。霍爾丹臨去世時寫了一篇評論，稱它是迄今對經典遺傳學做的最好說明。斯特蒂文特、布里奇斯和加州理工學院另外好多遺傳學家，甚至包括摩爾根夫人，都一如既往，繼續進行大量的果蠅實驗。但摩爾根本人已把精力用在其它工作上。也許，他之所以願意這樣轉向，就像他決定出任行政領導人一樣，部分原因是他感到果蠅研究已對遺傳學做出了最大貢獻，再沒有什麼發展潛力，擺在面前要做的新工作應是物理學、化學和群體遺傳學這幾個方面。
在加州理工學院開展這樣的研究工作，是摩爾根親手為它搭起了舞臺，但他自己並非任何時候都感到高興。柯特·斯特恩曾談到這樣一件事。有一次，一位名叫伯恩斯坦的遺傳學家到加州理工學院講學，他用數學方法證明了A·B·O血型的位點上有三個等位基因。報告結束後，摩爾根問，不用數學方法，只用譜系分析，是不是也可能得出同樣的結果。伯恩斯坦氣沖沖地回答，也許有可能，但事實上不是！
但是，憑著他十拿九穩的直覺，他能識別他自己不一定很理解，甚至不一定很喜歡的東西的價值。加州理工學院不斷吸引著全世界最有才幹的科學家。例如，馬克斯·德爾布魯克1937年到加州理工學院工作。他後來寫道，“我之所以選擇了加州理工學院是因為它的果蠅遺傳學有支很強的隊伍，是因為它對我在科學上的興趣愛好抱有同情態度。”布里奇斯和斯特蒂文特繼續給他們的果蠅染色體圖，比德爾開始了紅色麵包黴的研究，德爾布魯克由於埃默裡·埃利斯的幫助，選中了一種更小的生物——一種細菌病毒：但摩爾根本人卻轉向了許多他在本世紀初就研究過的形體大得多的簡單生物，探索再生與分化這類基本問題，特別是性分化問題。這段時間他研究了蠑螈隨季節而變化的第二性徵，研究了海盤車類動物的臂的再生現象，研究了不同生態型的鼷鼠之間的雜交，也研究了一種叫金龜甲的昆蟲體色突然變化的現象。他最後進行的一批實驗又回覆到他最早搞的那一類，其中也包括被他稱為他的“神聖的玻璃海鞘”。有一天，在討論玻璃海鞘的自體不孕問題時，摩爾根說，酸化海水可以克服自體受精的障礙，弱酸可能比強酸的效果好。因為實驗室裡沒有現成的弱酸，摩爾根從他的午餐盒裡取出一隻檸檬，擠出果汁，度量以後，加進盛有玻璃海鞘卵的海水盤裡。他臨死時仍在進行的實驗依然是玻璃海鞘的自體不孕問題，結果在不止一對染色體上發現了若干對自體不孕基因，它們之所以使玻璃海鞘自體不孕，是因為它們使卵的表面產生了一層蛋白質。
摩爾根繼續發表一篇又一篇論文，但他出的最後兩本書是在20世紀30年代初期。《胚胎學與遺傳學》一書有點像是分頭討論這兩個題目。這在當時是不可避免的，因為玻璃海鞘不適宜用來做遺傳學研究，而果蠅又不適於胚胎學研究。1932年，他發表《進化之科學原理》一書。儘管當時霍爾丹、費希爾、賴特用嚴密的定量的方法，而不是用描述的形態學的方法對進化問題作了大量研究，但摩爾根的這本著作對數學問題卻隻字未提。
摩爾根用了一章的篇幅討論獲得性狀的遺傳問題。但他作了這樣的解釋：“對於一種受到人們廣泛讚賞的學說，我花了那麼多時間去介紹那些否定的批評意見，實在有些令人喪氣。有時候，好像人人都想要相信獲得性狀確實可以遺傳。這中間有點神秘，使人帶上主觀的感情。但是，如果我們不願意受自己感情的愚弄，那麼，作為科學的一項重要任務，就是要摧毀那些有害的迷信，無論它對那些缺乏經驗的、不懂科學所要求的嚴格方法的人們是多麼富有吸引力。”他又說：“人類有兩種遺傳過程，一種是物質的，透過生殖細胞保持連續性；另一種是精神的，上一代透過示範或語言（口頭語言和書面語言）把經驗傳遞給下一代。”寫到這裡，他避開了優生學，鼓吹起文化傳統：“人天生自由、平等這個原則理應包括允許他們按照自己的意願生兒育女。”