V roce 1875 si Michurin pronajal kousek pozemku o rozloze asi 500 metrů čtverečních nedaleko Tambova, začal sbírat rostliny a začal svůj výzkum ve výběru. V roce 1899 získal mnohem větší kus pozemku o rozloze asi 130 000 metrů čtverečních a přestěhoval tam všechny své rostliny.
V roce 1920, hned po skončení ruské občanské války, nařídil Vladimír Lenin lidovému komisaři pro zemědělství Semionu Seredovi, aby zorganizoval analytický výzkum Michurinových prací a praktických úspěchů. 11. září 1922 Michurina na Leninovu osobní žádost navštívil Michurin Michail Kalinin. 20. listopadu 1923 Rada lidových komisařů uznala Michurinovu „ovocnou zahradu“ za instituci státního významu. V roce 1928 Sověti na základě Michurinovy zahrady zřídili selekční genetickou stanici, která byla v roce 1934 přeorganizována do Michurinské centrální genetické laboratoře.
Michurin významně přispěl k rozvoji genetiky, zejména v oblasti pomologie, zvýšení produkce ovoce. Ve své cytogenetické laboratoři zkoumal buněčnou strukturu a experimentoval s umělou polyploidií. Michurin studoval aspekty dědičnosti ve spojení s přirozeným průběhem ontogeneze a vnějšího vlivu, vytvářel zcela nový koncept převahy. Dokázal, že převaha závisí na dědičnosti, ontogenezi a fylogenezi počáteční buněčné struktury a také na jednotlivých rysech hybridů a podmínkách kultivace. Ve svých pracích Michurin předpokládal možnost změny genotypu pod vnějším vlivem.
Michurin byl jedním ze zakladatelů vědeckého zemědělského výběru. Pracoval na hybridizaci rostlin podobného a různého původu, kultivačních metodách v souvislosti s přirozeným průběhem ontogeneze, řízení procesu převahy, hodnocení a výběru sazenic, urychlení procesu výběru pomocí fyzikálních a chemických faktorů.
Michurinova metoda křížení geograficky vzdálených rostlin by byla široce využívána jinými selekcionisty. Vypracoval teoretický základ a některé praktické prostředky pro hybridizaci geograficky vzdálených rostlin. Michurin také navrhl prostředky pro překonání genetické bariéry inkompatibility během procesu hybridizace, jako je opylení mladých hybridů během jejich první florescence, předběžné vegetativní křížení, použití „mediátoru“, opylení směsí různých druhů pylu atd.
Po celý život pracoval Michurin na tvorbě nových druhů ovocných rostlin. Představil přes 300 nových odrůd.
Během lysenkoistické kampaně byl Michurin (po své smrti) povýšen jako sovětský vůdce v evoluční teorii, sovětská propaganda stavěla do kontrastu „produktivní“ „sovětskou micurinistickou biologii“ (мичуринская биология) s „neplodnou“ „kapitalistickou“ Weismanisticko-Morganisticko-Mendelistovou genetikou.