W celu zmiany koloru oczu zakraplano je (zarówno niemowlętom, dzieciom jak i ludziom starszym) za pomocą nieustalonych środków chemicznych. U osób dorosłych powodowały one ropienie, u dzieci utratę wzroku (całkowitą lub częściową), zaś u niemowląt śmierć. Po doświadczeniu dzieci uśmiercano, a ich gałki oczne preparowano. Poza tym Mengele zabijał bliźniaki, których barwa oczu różniła się między sobą. Znany jest przypadek, kiedy zafenolował dzieci, gdyż jeden z bliźniaków miał jedno oko niebieskie, a drugie szare. W takich przypadkach liczyły się tylko i wyłącznie gałki oczne.
Badania antropometryczne - dzieci rozbierano do naga i godzinami wykonywano pomiary różnych części ciała (małżowin usznych, nosów) z użyciem jak najdokładniejszych przyrządów: suwmiarek, kątomierzy, cyrkli.
Badania morfologiczne – dzieciom pobierano krew z palca lub żyły (do 20 cm3). Konserwowano ją i przeznaczano dla żołnierzy frontowych. W wyniku częstego pobierania dzieci zaczynały cierpieć na anemię. Poza tym przetaczano krew. W przypadku bliźniąt wykonywane to było wymiennie. Doświadczenie to prowadzono, aby zobaczyć jak organizm zareaguje na krew bliźnięcia. Oprócz krwi pobierano także kał, ślinę oraz płyn mózgowo-rdzeniowy. Wszystko to wysyłano do Instytutu Higieny w celu wykonania analiz.
Badania rentgenologiczne - nagie dzieci stawały przed aparatem rentgenowskim na 5-15 minut, w tym czasie wykonywano kilka fotografii. Po wykonaniu zdjęcia omawiano je dokładnie.
Badania uzębienia - wykonywano odlewy gipsowe szczęk i porównywano je. Prócz powyższych schematów istniały także karty ogólnej analizy, które przechowywali więźniowie - lekarze, i które zawierały różnorodne informacje, w zależności od rodzaju badań, np.: badania ogólne - pytania na temat towarzyskości czy temperamentu, badania ortopedyczne, karłowatość i gigantyzm w rodzinie, dermatologia - ogólny stan skóry, badania dentystyczne - rodzaj zgryzu, badania neurologiczne - wyczucie muzyczne.
Była więźniarka Eva Kor zeznała, że bliźnięta poddawano jeszcze jednemu doświadczeniu, które polegało na zadawaniu pytań i wydawaniu komend w celu sprawdzenia, które z bliźniąt przewodzi. Oględziny lekarskie trwały średnio około 8 godzin. Wszystkie powyższe ankiety i badania miały być tylko wstępem do późniejszych operacji doświadczalnych. Ostatnim, najważniejszym etapem eksperymentów było przeprowadzenie sekcji zwłok. Bliźnięta zabijano jednocześnie poprzez fenolowanie. Zabezpieczone w trakcie sekcji organy wysyłano do Instytutu Badań Antropologicznych i Biologiczno-Rasowych z oznaczeniem: Pilne, przesyłka ważna dla celów wojennych.
Mengele sam zabijał dzieci
Niekiedy Mengele zabijał dzieci sam, zwłaszcza jeśli pożądał konkretnych wyników. Erszebet Fleischmann wyznała, że była świadkiem, kiedy to jeden z niemowlaków-trojaczków został na polecenie Mengele, po podaniu narkotyku, przecięty na oczach matki na stoleo peracyjnym wzdłuż na dwie części. Zwłoki zostały zabrane do Berlina w celu zbadania. Rudolf Diem (numer obozowy 10022) opowiadał, że jeśli jedno dziecko zmarło na zapalenie płuc, wówczas drugie zostało zabijane i przeprowadzano na nim sekcję zwłok, by stwierdzić, czy u niego również pojawiły się objawy tejże choroby.
Ruth Elias (numer obozowy 73643) zeznała, że po urodzeniu córeczki Mengele nakazał zabandażować jej piersi, aby nie mogła karmić. Ruth dawała córce co tylko mogła, jednak ona sama nie dostawała zbyt wiele jedzenia - jedynie kawałek chleba i czarną kawę. Anioł Śmierci odwiedzał ją codziennie i pytał, jak się czuje, po czym obserwował jej dziecko i odchodził. Jednego dnia poinformował ją, że nazajutrz zostanie zabrana. Z pomocą przyszła jej czeska lekarka, która przekazała jej zastrzyk (morfinę), którym Ruth miała uśmiercić swoje dziecko. Na drugi dzień, gdy Mengele dowiedział się o śmierci dziecka, powiedział jej, że miała dużo szczęścia i że wyjedzie najbliższym transportem z obozu. W przekonaniu Ruth, Mengele chciał sprawdzić, ile noworodek jest w stanie wytrzymać bez jedzenia. W związku z tym, że noworodki z góry były skazywane na śmierć głodową niemal w każdym obozie, wiadomo że mogły wytrzymać bez jedzenia nawet do kilkunastu dni:
„Nieustanny płacz i niemoc zaradzenia temu stawały się udręką nie do wytrzymania (...) w 17 dniu życia Stefanek już nie płakał. Leżał cichutko i czekał. W południe umarł (...). Policjantka zabrała moje i jedno inne dziecko pod pachę, jak lalki, do spalenia”.