Pada tahap awal perkembangan embrio, terjadi proses gastrulasi, yaitu proses pembentukan bagian-bagian utama tubuh embrio melalui pembelahan dan migrasi sel-sel embrio. Proses ini terjadi sekitar tiga hari setelah fertilisasi dan berlangsung selama beberapa hari.

Sebelum proses gastrulasi, embrio terdiri dari sel-sel yang sama dan tidak memiliki bentuk yang terlihat. Setelah proses gastrulasi, embrio mulai memiliki bagian-bagian utama tubuh yang terlihat, seperti kepala, lengan, dan kaki.

Salah satu perbedaan yang tampak mencolok antara embrio sebelum dan setelah proses gastrulasi adalah terbentuknya tiga lapisan sel yang membentuk embrio. Lapisan-lapisan ini disebut lapisan endoderm, mesoderm, dan ektoderm. Lapisan endoderm akan membentuk organ-organ dalam, seperti hati, paru-paru, dan saluran pencernaan. Lapisan mesoderm akan membentuk sistem muskuloskeletal, sistem reproduksi, dan sistem peredaran darah. Lapisan ektoderm akan membentuk sistem saraf, kulit, dan rambut.

Proses gastrulasi terjadi karena adanya perbedaan aktivitas gen pada sel-sel embrio. Beberapa gen aktif pada sel-sel embrio, yang mengakibatkan perbedaan dalam bentuk, ukuran, dan sifat sel-sel tersebut. Sel-sel yang berbeda ini kemudian berinteraksi dengan satu sama lain dan membentuk struktur yang kompleks seperti embrio yang terdiri dari lapisan-lapisan sel yang berbeda.