胚泡中分化出現(xiàn)與滋養(yǎng)層細(xì)胞完全不同的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，這是哺乳動(dòng)物早期發(fā)育過程中的關(guān)鍵過程。在8個(gè)卵裂球期，每個(gè)卵裂球在生化、形態(tài)和發(fā)育潛能上都沒有差別，也就是在發(fā)育上是全能的。可是當(dāng)卵裂球成團(tuán)結(jié)合時(shí)，細(xì)胞處在外層還是內(nèi)層，會使以后生成的卵裂球出現(xiàn)不同的生物學(xué)功能。處在外層的細(xì)胞生成滋養(yǎng)層，而處在內(nèi)層的細(xì)胞則生成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)而產(chǎn)生胚胎。異決表型小鼠(allophenicmice)試驗(yàn)表明了8細(xì)胞期的每個(gè)細(xì)胞的發(fā)育全能性，以及推算出8個(gè)細(xì)胞中有幾個(gè)細(xì)胞參與生成了胚胎。，這種試驗(yàn)是將基因型不同的兩種小鼠，例如皮毛分別為黑色和白色的兩種小鼠的8細(xì)胞期胚胎去除透明帶后，人工聚集成為一個(gè)胚胎；形成一個(gè)共同的胚泡后，植入代孕母鼠的子宮，生下的小鼠中有毛色黑白相間的異決表型小鼠，即這種小鼠兼有兩種基因型的細(xì)胞。如果胚泡中只有1個(gè)細(xì)胞形成以后的胚胎，則生下小鼠的毛色應(yīng)該全是黑色，或者全是白色，不會出現(xiàn)黑白相間的異決表型小鼠。如果胚泡中有2個(gè)細(xì)胞參與胚胎的生成，則異決表型小鼠的數(shù)目應(yīng)占子代中的半數(shù)(1WW:2WB:1BB)。如果胚泡中的3個(gè)細(xì)胞生成胚胎，則異決表型小鼠應(yīng)占75％(1WWW：3WWB：3WWB：1BBB)。如果胚泡中的4個(gè)細(xì)胞生成胚胎，則毛色黑白相間小鼠的概率為87．5％。1970年Mintz的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為異決表型小鼠在子代中占73％，這提示胚胎中的3個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生一個(gè)完整的胚胎。當(dāng)然，這還只是一個(gè)推算的數(shù)目，但至少可以使人相信并非胚泡中的所有細(xì)胞都參與胚胎生成，只有少數(shù)細(xì)胞能生成胚胎，大部分細(xì)胞在胚胎生成后的發(fā)育過程中被消除。囊胚生成后，胚胎開始增大，局部細(xì)胞快速而大量增殖，并出現(xiàn)細(xì)胞遷移等復(fù)雜過程，進(jìn)入了原腸胚形成期(gastrulation)。此時(shí)，出現(xiàn)了三種原始胚層(germlayer)的分化，形成外胚層(ectoderm)、中胚層(mesoderm)和內(nèi)胚層(endoderm)。
哺乳動(dòng)物原腸胚形成過程中，母體基因組和父體基因組起著不同的作用。由單親染色體加倍生成的二倍體合子可發(fā)育成單親二倍體小鼠胚胎。由父體來源的單親二倍體小鼠胚胎可以進(jìn)一步發(fā)育生成正常的絨毛膜，但胚胎卻因有缺陷而死亡；而母體來源的單親二倍體小鼠胚胎能發(fā)育成正常的胎鼠，可是卻因絨毛膜的缺陷而死亡。這提示，精子來源的基因可能是絨毛膜正常發(fā)育所需，而卵來源的基因則為胎兒發(fā)育本身所必需。異決表型小鼠的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。將正常的4細(xì)胞期胚胎同單親二倍體來源的卵裂球聚集在一起，開始時(shí)，在隨后生成的胚泡的各個(gè)部分都可以找到單親來源的細(xì)胞。可是，在原腸期將近結(jié)束時(shí)，父體來源的單親二倍體細(xì)胞幾乎都出現(xiàn)在滋養(yǎng)層，而母體來源的單親二倍體細(xì)胞卻很難在滋養(yǎng)層來源的組織中找到。這表明，在小鼠胚胎早期發(fā)育中，父體基因組同母體基因組起著不同的作用。這也是前面提到過的基因組印記的一個(gè)例子。
在神經(jīng)胚形成期(neurulation)，胚胎有了原始的原腸胚和神經(jīng)管，并形成了基本的軀干規(guī)劃(basic body plan)。三種胚層經(jīng)過細(xì)胞分化生成各種器官的原基(rudiment)，如肢、眼、心等原基，這是器官發(fā)生(organogenesis)。原基先是生成微小而精確的結(jié)構(gòu)，然后逐漸長大，在生物體的各個(gè)正確部位長成各種器官和組織，這是形態(tài)建成(morphogenesis)。