胚泡中分化出現(xiàn)與滋養(yǎng)層細胞完全不同的內(nèi)細胞團，這是哺乳動物早期發(fā)育過程中的關鍵過程。在8個卵裂球期，每個卵裂球在生化、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�？墒钱斅蚜亚虺蓤F結合時，細胞處在外層還是內(nèi)層，會使以后生成的卵裂球出現(xiàn)不同的生物學功能。處在外層的細胞生成滋養(yǎng)層，而處在內(nèi)層的細胞則生成內(nèi)細胞團而產(chǎn)生胚胎。異決表型小鼠(allophenicmice)試驗表明了8細胞期的每個細胞的發(fā)育全能性，以及推算出8個細胞中有幾個細胞參與生成了胚胎。，這種試驗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細胞期胚胎去除透明帶后，人工聚集成為一個胚胎；形成一個共同的胚泡后，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胞。如果胚泡中只有1個細胞形成以后的胚胎，則生下小鼠的毛色應該全是黑色，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個細胞參與胚胎的生成，則異決表型小鼠的數(shù)目應占子代中的半數(shù)(1WW:2WB:1BB)。如果胚泡中的3個細胞生成胚胎，則異決表型小鼠應占75％(1WWW：3WWB：3WWB：1BBB)。如果胚泡中的4個細胞生成胚胎，則毛色黑白相間小鼠的概率為87．5％。1970年Mintz的實驗結果為異決表型小鼠在子代中占73％，這提示胚胎中的3個細胞產(chǎn)生一個完整的胚胎。當然，這還只是一個推算的數(shù)目，但至少可以使人相信并非胚泡中的所有細胞都參與胚胎生成，只有少數(shù)細胞能生成胚胎，大部分細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，局部細胞快速而大量增殖，并出現(xiàn)細胞遷移等復雜過程，進入了原腸胚形成期(gastrulation)。此時，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。異決表型小鼠的實驗也證實了這一點。將正常的4細胞期胚胎同單親二倍體來源的卵裂球聚集在一起，開始時，在隨后生成的胚泡的各個部分都可以找到單親來源的細胞�？墒�，在原腸期將近結束時，父體來源的單親二倍體細胞幾乎都出現(xiàn)在滋養(yǎng)層，而母體來源的單親二倍體細胞卻很難在滋養(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構，然后逐漸長大，在生物體的各個正確部位長成各種器官和組織，這是形態(tài)建成(morphogenesis)。