在原索動物中，發現海鞘胚胎期存在脊索，從而斷定了它和文昌魚的親緣關系，確定了它們都是介于脊椎動物和無脊椎動物之間的原索動物。
在脊椎動物中，對于魚類、兩棲類、爬蟲類、鳥類的早期發育過程，以及哺乳類比較晚期的胚胎，都進行了詳盡的敘述，這個領域就是脊椎動物胚胎學。
這些動物的成體形狀各異，早期發育——例如卵子和卵裂等，分別屬于不同類型，但是發育的歷程卻基本上相似。從內部器官的發育，可推測出脊椎動物是怎樣從低級向高級發展的。例如排泄器官腎臟在魚類和兩棲類只在胚胎時期出現前腎，成體是中腎；在鳥類和哺乳類，中腎又成了胚胎器官，在成體中行使功能的是后腎。從前腎到后腎構造逐漸復雜，而且還按順序在個體發育中依次出現，這不僅反映了脊椎動物的系統發育，并且為比較解剖學提供了資料。