बहुपेशीय सजीवांच्या प्रारंभिक अवस्थेतील विकास आणि वाढ यांचा अभ्यास गर्भविज्ञान किंवा भ्रूणविज्ञान या शाखेत केला जातो. सामान्यपणे ही शाखा प्राणिशास्त्राशी संबंधित असल्याचे मानले जाते. मात्र, वनस्पतींबाबतही ही संकल्पना वरील अर्थानेच वापरतात. प्राणी किंवा वनस्पतींमध्ये जोपर्यंत आवश्यक ऊती आणि अवयव विकसित होत नाहीत तोपर्यंत त्यांच्या प्रारंभिक अवस्थेला गर्भ किंवा भ्रूण संबोधले जाते. व्यापक दृष्टीने, अंडपेशीच्या फलनापासून अर्भकात वाढ होईपर्यंत सर्व प्रक्रियांचा समावेश गर्भविज्ञानात होतो.
विदरणानंतर विभाजित होणार्‍या पेशीकंदाचे (मोरूलाचे) रूपांतर पोकळ कोरकगोलात (ब्लास्टुलात) होते व त्याच्या एका टोकाला छिद्र पडते. द्विपार्श्व सममित प्राण्यांमध्ये कोरकगोलाचा विकास दोनपैकी एका प्रकारे घडून येतो. विकास होण्याच्या निकषानुसार अखंड प्राणिसृष्टी दोन अर्ध्या भागांत विभागली गेली आहे. कीटक, कृमी, मृदुकाय अशा अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये कोरकगोलाच्या पहिल्या छिद्रापासून तोंड तयार होते, तर पृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये कोरकगोलाच्या पहिल्या छिद्रापासून गुदद्वार तयार होते. दरम्यानच्या काळात कोरकगोलाचे रूपांतर होऊन आद्यभ्रूण (गॅस्ट्रूला) तयार होते.
आद्यभ्रूणापासून पेशींचे तीन वेगवेगळे स्तर तयार होतात आणि त्यापासून इंद्रिये व ऊती तयार होतात. आतला स्तर म्हणजे अंत्यत्वचेपासून पचनेंद्रिये, फुप्फुसे आणि मूत्राशय तयार होतात. मधला स्तर म्हणजे मध्यजनक स्तरापासून स्नायू, सांगाडा आणि रक्ताभिसरण संस्था विकसित होते. बाहेरील स्तर म्हणजे बाह्यस्तरापासून चेतासंस्था आणि त्वचा निर्माण होते.
गर्भविज्ञानाच्या शाखेत वर्णनात्मक गर्भविज्ञान आणि प्रायोगिक गर्भविज्ञान समाविष्ट आहे. वर्णनात्मक गर्भविज्ञानात गर्भावधीत इंद्रियाची वाढ होत असताना ती कोणत्या क्रमाने होते ते पाहिले जाते. या माहितीमुळे प्रौढातील इंद्रियांची संरचना आणि रचना समजते. सतराव्या शतकात गर्भविज्ञानाचा अभ्यास निरीक्षणांमधून केला जाऊ लागला. या क्षेत्रात गर्भाच्या ऊतीतील बदलांचा क्रम आणि गर्भाच्या सामान्य रूपाचा अभ्यास केला जाऊ लागला. यासंदर्भात जसजशी माहिती जमा होऊ लागली तसतसे वेगवेगळ्या भ्रूणांचा तौलनिक अभ्यास करण्यात आला. पृष्ठवंशी प्राणी त्यांच्या प्रारंभिक अवस्थेत जवळपास सारखेच दिसतात, हे तौलनिक अभ्यासातून लक्षात आले. एकोणिसाव्या शतकात भ्रूणांचा तौलनिक अभ्यासाला विशेष महत्त्व आले. याचे कारण चार्ल्स डार्विन आणि एर्न्स्ट हेकेल यांनी ‘सजीवांच्या उत्क्रांतीचा इतिहास त्यांच्या भ्रूणांचा विकास होत असताना समजतो’ असे मत मांडले. ही कल्पना तेव्हा अमान्य झाल्यामुळे गर्भविज्ञानाच्या अभ्यासात अडथळा आला.
विसाव्या शतकात भ्रूणाच्या विकासातील प्रक्रियांचे नीट आकलन होण्यासाठी या प्रक्रियांमध्ये हस्तक्षेप करण्यास संशोधकांनी सुरुवात केली. तेव्हापासून प्रायोगिक गर्भविज्ञान उदयास आले असे म्हणता येईल. वर्णनात्मक गर्भविज्ञानाबरोबर प्रायोगिक गर्भविज्ञानदेखील महत्त्वाचे आहे. गर्भाचा विकास होत असताना जे बदल घडून येतात ते स्वायत्त की अनुकूलित असतात, अशाही प्रश्नांचा अभ्यास या शाखेत केला जातो. प्रायोगिक गर्भविज्ञानातील प्रात्यक्षिके मनुष्यासारखा भ्रूणाचा विकास असलेल्या कोंबडी आणि उंदीर यांसारख्या प्राण्यांवर केली जातात. या अभ्यासात एवढी प्रगती झाली आहे की, गर्भविज्ञानाचा अभ्यास आता रेणवीय पातळीवर केला जात आहे. रेणवीय विविधतेमुळे सजीवांमध्ये कोणता फरक असतो आणि भ्रूणाच्या विकासाची दिशा व नियंत्रण यांमध्ये वेगवेगळे जीवरासायनिक पदार्थ कोणती भूमिका बजावतात, यांसंबंधी संशोधन चालू आहे.
सजीवांचे वर्गीकरण, उत्क्रांती, शरीरशास्त्र इ. क्षेत्रांत गर्भविज्ञानाचा अभ्यास अतिशय मोलाचा ठरत आहे. या अभ्यासातून आधुनिक काळात गर्भविज्ञानातील संशोधनाचा उपयोग वैद्यकशास्त्राच्या दृष्टीने मोलाचा ठरत आहे. केवळ एका पेशीपासून (फलित अंडपेशीपासून) वेगवेगळे अवयव किंवा ऊती कशा तयार होतात किंवा त्याची कार्यक्षमता कशी विकसित होते, याची माहिती मिळते. अर्भक मातेशी ज्याद्वारे जुळलेला असतो असे वार, नाळ व गर्भपटल कसे विकसित होतात, हेही या अभ्यासातून समजते. त्यामुळे प्रसूतिविद्या आणि प्रसवपूर्व निदान करण्यास त्याचा उपयोग होतो. गर्भाची वाढ, विकास किंवा विभेदन नीट न झाल्यास विशिष्ट विकृती कशा निर्माण होतात, हेही स्पष्ट होते. कर्करोगावरील संशोधनासाठी गर्भविज्ञानाचा अभ्यास पूरक ठरतो, कारण प्रारंभिक किंवा भ्रूण अवस्थेतील अनेक लक्षणे कर्कजन्य पेशींमध्ये दिसून आलेली आहेत.
