新生命的起始当然就是从受精那一刻起。3亿左右或者更多的精细胞进入阴道后，只有一个能穿透卵子。精子通过子宫颈、进入子宫，沿着输卵管游至卵子的过程大概只要8分钟。然而，所有的精子都是盲目地向前冲，因此只有一些能顺利抵达目的地；每分钟因误入歧途而阵亡的精子约有几百万，能够到达输卵管的大概只有1 000个。
要成功受孕，精子一定要在排卵前后一两天内出发。如在排卵的5天前性交，受孕的概率大概很小，若在排卵当天性交，机会则高达1/3。也就是说，获得最后胜利的那个精子必须和众多同伴一齐在输卵管内等待姗姗到来的卵子。卵子大约比精子大8.5万倍，受精时机却只有12~24小时，而精子却可以活上数天，因此想成功的精子一定要严阵以待，找到进攻的最佳地点。
一旦接触成功，精子和卵子表面的相接处就会产生化学物质，以使精子的头容易钻入卵子，仍留在外面的尾巴不久便会退化。此时，卵子的细胞膜开始发生变化，使得其他精子无法钻入。人类对于这种转变机制的了解，仍停留在相当粗浅的地步。
就在这一瞬间已经发生了几件事。卵子完成第二期减数分裂，小小的极体也分离了；精子和卵子的核膜都消失了，来自父母双方的染色体开始渗合，成为46对。紧接着，受精卵一分为二，每一个细胞继续分裂，越裂越小，毕竟这么多的细胞必须挤在原来的细胞质内。这时，正在分裂的受精卵就因输卵管的收缩和管壁的纤毛运动而被带入子宫。
受精3天后，这一团含有16个细胞的桑椹胚就到达子宫了。之后的3天，细胞的数目继续增加，桑椹胚内出现一个空腔，使之变成囊胚。到了第7天，囊胚就附着在子宫内膜层上。此时，黄体所分泌的荷尔蒙已使子宫内膜变得丰厚，便于着床。
现在，细胞继续分化。胚胎主要器官皆在第4周到第8周内开始形成。到了第8周，子宫内膜的组织也和胚胎外面的细胞结合在一起，成为布满血管的海绵状结构，这就是胎盘（placenta），从希腊文“plakous”而来，意为“扁平的蛋糕”。胎盘的功能就是为胚胎供给养分，因此这个词源不无象征意义。胎盘完全形成后就成为一个直径约20厘米、厚度约3厘米的器官，通常是靠在子宫壁上，朝向母体的背部。胎盘会分泌大量的雌激素、黄体酮，以及其他的荷尔蒙，同时负责母体和胎儿间氧气、二氧化碳、养分和废物的运送、循环。所谓“其他的荷尔蒙”包括性腺刺激素（gonadotropins），它帮助黄体分泌黄体酮，抑制子宫肌肉的收缩，以免把正在发育中的胚胎排出。胎盘分泌女性荷尔蒙的能力很强，因此，若是在怀孕三个月后割除母亲的卵巢，亦不会影响到胎儿。
胚胎此时在充满液体的妊娠囊中，这些液体就叫作羊水，它们像垫子般保护胚胎，使之发育成胎儿。在这个时候，一两厘米宽、三四十厘米长的脐带将逐渐形成。在脐带当中有两条动脉和一条静脉，作为胚胎和胎盘的桥梁。在第8周，虽然胚胎只有两三厘米大，但几乎所有的内部器官都已具雏形。至此，胎儿的手脚、五官已可初步辨认；中枢神经系统和肌肉系统也开始对刺激有所反应。事实上，这时胚胎已迈入胎儿的阶段。
此时，胎儿体内已出现荷尔蒙。荷尔蒙的来源不只是卵巢、子宫和胎盘，还有下丘脑、胰脏、甲状腺、垂体和肾上腺。所有的酶都已产生，以调节发育的过程。这个时候，胎儿自己也会释放荷尔蒙，以助于日后在子宫内的成熟和生产。还有一些荷尔蒙是来自于母体和胎盘，使母亲在生产时能放松骨盆腔的关节和韧带，并使子宫收缩，将胎儿挤出。因此，怀孕可谓母亲和宝宝之间的交互作用，从受精的一刹那起，两人便一齐踏上生命之旅。
我们再回到一开始胚胎内进行的细胞分化。
分化之舞
从受精的那一刻起，胚胎的发展就呈现出一幅生气勃勃的景象，人类生理学仿佛因创造新生命而迸发出无比的活力，而每一发展细节都受到严密的监控和保护，因此，即使是在诱发和刺激下发生的行为，看来也像是完全自动进行的。在思索这些奇迹般的事件时，即使冷静如实验室研究人员，也不得不和千年前的古人一样目瞪口呆，对大自然的种种神奇力量感到惊异。
第一次在动物身上看到胚胎发育过程的人，必然觉得不可思议。然而这个奇异的过程还是肇因于细胞。20世纪80年代以来，我们才慢慢明了细胞的活动，进而开始研究到底是什么样的化学信息教受精卵变成小孩的。至于那无以数计的细胞是如何精确地执行任务，接着分化成不同的器官和组织的，这个未知领域的探索可说是最令人期待的。
有一个基本原则可以解释细胞分化：这是由特别的基因表达造成的。从同一个受精卵分化出来的细胞都有着一模一样的基因。在发展的过程中，特定基因的活化和抑制会产生结构不同、功能迥异的细胞，再执行胚胎发育时所需担任的工作。
细胞的归类和安排这种种复杂的状况发生在胚胎生命的各个时期。化学信号告诉细胞，它的位置如何，和其他细胞又有何关系，以及如何分工，形成不同的组织和器官。生物学家就用模式形成（pattern formation）这个专有名词来表示许多组织分化的机制。
模式形成的第一要素甚至在受精之前就已经发生了，亦即在卵细胞分化成卵子的过程中，卵子本身的成熟，细胞器官和蛋白质的分配，以及RNA分子如何被转录至细胞质等等。受精卵开始进行分裂后，每一个新细胞都有全然不同的细胞质，因此每一个细胞都是独特的。每个细胞不但有特定的位置，并从卵子细胞质接受不同的任务信息，以得知自己要创造出什么样的组织。
在一群细胞形成后，它们和其他群体也会产生交互作用。某个细胞群的作用可能是制造荷尔蒙或其他分子物质，以促使旁边的细胞群工作，例如转移到其他部位或是合成一种新的蛋白质。这种化学以及生理的互动就叫作胚胎诱导（embryonic induction），也就是一个细胞群对其他细胞群的影响。
每一部分都有助于整体的成长，但并非一直在生产线上。有些组织只有在胚胎发育的某一个时间才需要，若继续出现只会妨碍未来的发展。这些组织就经由基因控制的步骤，即细胞程序死亡（programmed cell death）来去除。这种程序死亡和胚胎的生命发展一样，都依靠染色体完成。举例来说，人类的手脚一开始形成时是像蹼一样的结构，里面有许多放射状蛋白质。经过一段时间，“弧射线”之间的组织就死亡了，只留下手指和脚趾。万一这个过程出了差错，胎儿的手脚变成蹼状，就得用整形手术来完成染色体尚未完成的工作。
因此，细胞会回应接收到的化学信号，告诉自己分化成胚胎发育所需的不同部位，之后就和其他细胞群团结起来，形成特定的结构，且在胚胎成长的某一阶段发生。而胚胎性别这个复杂的分化之舞，是由基因组控制的。基因组不只命令制造何种蛋白质，同时也决定生成的时机和次序。
胚胎或成人身体所有的细胞都有一组至少38个主要调节基因，在胚胎发育的最早期，这些基因的功用就是为身体的结构布局。因此，我们的基因早就决定头部会在躯干之上形成。
