在對各種動物胚胎發(fā)育積累了大量敘述性資料之后，再把不同類群的發(fā)育歷程加以比較，這就是比較胚胎學。從比較的角度可以找出不同類群動物胚胎發(fā)育的相同或相似之處，從而判斷成體形態(tài)各異的兩個類群的親緣關(guān)系。

比較可以是橫向的，涉及較多類群。如環(huán)節(jié)動物門中各種類都有擔輪幼蟲，雖然其形態(tài)不盡相同；而類似擔輪幼蟲的發(fā)育時期也可以在其他較大的類群例如軟體動物的腹足綱中出現(xiàn)。因此盡管這兩門動物成體的體形毫無相似之處，仍可以判斷其間存在著親緣關(guān)系。此外，還曾根據(jù)幼蟲的相似性，推斷分類位置難以確定的帚蟲類和星蟲類與環(huán)節(jié)動物有遙遠的親緣關(guān)系。

還可以縱向地比較不同類群的發(fā)育歷程，這樣可以理解類群的演變，為進化學說提供證據(jù)。例如高等甲殼類(蝦、蟹等)的發(fā)育歷程要比低等甲殼類(劍水蚤等)復雜得多，除包括后者經(jīng)歷的幼蟲時期而外，還要經(jīng)歷一系列結(jié)構(gòu)更復雜的幼蟲階段。由此可以判斷甲殼類內(nèi)部物種的進化關(guān)系。

大多數(shù)脊椎動物沒有幼蟲時期，但可以對器官的發(fā)生進行比較。魚類用鰓呼吸，胚胎和成體都具有鰓裂。陸生的高等脊椎動物(鳥、哺乳類等)用肺呼吸，但是在胚胎發(fā)育的一定時期仍出現(xiàn)鰓裂，這說明高等脊椎動物在系統(tǒng)發(fā)育中，曾經(jīng)經(jīng)歷過用鰓呼吸的階段。這是所有脊椎動物有共同起源的一個著名例證。