Nejznámější jsou pokusy na dvojčatech

Mengele byl posedlý dvojčaty. Těm v koncentračních táborech se říkalo Mengeleho děti. Ženská dvojčata nutil do pohlavního styku s mužskými dvojčaty. Chtěl zjistit, jak velká je pravděpodobnost, že se z tohoto styku narodí opět dvojčata. Také jim vzájemně vyměňoval krev, sledoval tak, jak ženská krev reaguje v těle mužském a zase naopak. Dvojčata také často nakazil tyfem nebo tuberkulózou.

Pozoroval, jak se u nich nemoc projevuje a do jaké míry jsou u nich příznaky stejné nebo podobné. Když jedno z dvojčat zemřelo, druhé zabil a pak je pitval zároveň. Podobně zacházel Mengele i s liliputy. Všechny Mengeleho pokusy se neobešly bez řezání, vyjímání orgánů a následného zašívání. Tohle všechno bez umrtvení. Ve chvíli, kdy mu už jeho „pokusní králíci“ nebyli nijak prospěšní, poslal je do plynové komory.