W okresie zarodkowym rozpoczyna się proces organogenezy, czyli powstawanie oraz szybki wzrost i różnicowanie głównych układów narządów. Wyjątek stanowi ośrodkowy układ nerwowy oraz pierwotny układ sercowo-naczyniowy, które zaczęły się rozwijać już w 3. tygodniu. Na okres zarodkowy przypada także początek morfogenezy, czyli formowania zewnętrznego kształtu ciała zarodka. Istotne znaczenie w przebiegu tego procesu ma fałdowanie się tarczki zarodkowej, w którego efekcie zarodek przyjmuje walcowaty kształt oraz formuje fałdy w okolicy głowowej i ogonowej oraz fałdy boczne. Zmiany te doprowadzają do wygięcia zarodka i przyjęcia przez niego charakterystycznego kształtu litery C oraz sprawiają, że zajmuje on pozycję wewnątrz jamy owodni.

Od około 20. dnia do końca 5. tygodnia rozwoju zarodkowego, po obu stronach struny grzbietowej i cewki nerwowej zarodka, powstają somity – zgrupowania komórek mezodermy, które dają początek mięśniom szkieletowym, skórze właściwej i tkance podskórnej. Ponieważ somity pojawiają się w określonej kolejności i w określonym czasie, ich liczbę wykorzystuje się do określenia wieku rozwijającego się organizmu. Począwszy od 5. tygodnia wiek zarodka, a później płodu, ocenia się na podstawie długości ciemieniowo-siedzeniowej CRL (ang. crown-rump-lenght), mierzonej od szczytu głowy do końca pośladków.