Fue un botánico, genetista, fisiólogo vegetal danés. Investigó el metabolismo de la latencia y la germinación de las semillas, tubérculos y brotes. Experimentos más notables de Johannsen refiere a sus llamadas «líneas puras» de la haba de la princesa de la auto-fértil, Phaseolus vulgaris. El estudio de la progenie de plantas autógamas, se selecciona el carácter del peso del grano y se encontró que tanto los más ligeros y los granos más pesados producidos progenie con la misma distribución de pesos de frijol, es decir, que eran genéticamente idénticos. Llegó a la conclusión de que las variaciones en el peso del grano se debieron a factores ambientales y se introdujeron los términos genotipo (por la constitución genética de un organismo) y el fenotipo (por las características de un organismo que resulta de la interacción de su genotipo con el ambiente ).