发育生物学是对于生物体生长和发育过程的研究。发育生物学研究基因对细胞生长，分化和形态发生（morphogenesis）的调控，这些过程使生物体形成组织和器官。胚胎学（Embryology）有时被比较明确地规范到生物体单一细胞阶段，到独立个体之间的研究。直到20世纪，胚胎学是一个比较偏重述叙的科学。时至今日，胚胎学或发育生物学处理讨论一个生物体，如何形成个体正确及完整形态的各个步骤。进入21世纪70年代以后，发育生物学的研究主要着重于分子和细胞生物学水平上的胚胎学。
演化发育生物学的相关领域主要在1990年代形成，这是由分子发育生物学和演化生物学而来，研究不同物种间发育过程的差异性。经常被使用在发育生物学上的动物模式，有线虫 （Caenorhabditis elegans）、果蝇（Drosophila melanogaster）、斑马鱼（Danio rerio）、小鼠（Mus musculus）和拟南芥（Arabidopsis thaliana，或称阿拉伯芥）。发育生物学的研究结果，可帮助了解染色体异常引起的发育不全，例如唐氏症。
在20世纪中，许多与胚胎发育有关的分子都被定义出来。转录因子（transcription factors）是细胞中基因表现的关键调控者。在不同的细胞中，如上皮细胞、肌肉细胞、神经细胞等，因为转录调控而有不同的蛋白质表现。转录因子受到细胞核外，讯息传递路径（signaling transduction pathway）的影响。讯息传递路径通常包括了'受体（receptor）和它的配体（ligand），并有其他酵素，如蛋白激酶（protein kinases）介入。
利用不同的模式生物来进行实验，对于结果会有不同的差异是众所周知的事，因此，要如何选择适当的生物，来进行生物体内研究，也是生物学和生物医学一个重要方向。利用模式生物来发现、确认，可以对于疾病的治疗、防治达到更佳的效果，进而发展更新的药物。
模式生物的选择上，要考虑到生物的多胎性、生命周期长短、生物体型或胚胎大小是否利于观察、品种特异性、能供大部分研究者使用、能运输至国外、能精确控制疾病或病变的再现性。
动物模式可应用于癌症、糖尿病、高血压或其他疾病研究，近年的动物模式也应用于致癌原或环境毒物对人类的影响。
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