La segmentation est la première étape du développement embryonnaire. Elle consiste en une succession de division cellulaire de la cellule-œuf. La segmentation est totale (holoblastique) mais très lente chez les mammifères. Elle est également asynchrone, ce qui permet d’observer parfois un nombre impair de cellules chez les mammifères alors que ce n’est pas le cas au cours du développement embryonnaire des amphibiens par exemple. En outre la segmentation est rotationnelle, car le plan de clivage est différent pour les deux blastomères, ce qui donne un aspect caractéristique à la blastula des mammifères. Chaque cellule produite au cours de la segmentation est un blastomère et l’embryon est une blastula à la fin de la segmentation.

Au stade 8 cellules, l’embryon de mammifère subit une compaction qui rend la morula sphérique avec des limites cellulaires entre blastomères difficile à repérer. Une partie des cellules externes sera à l’origine du trophectoderme, qui évoluera en trophoblaste donnant une partie des annexes embryonnaires, tandis que des cellules plus internes donnent le bouton embryonnaire, à l’origine des tissus de l’embryon.

Les gènes zygotiques commencent à s’exprimer dès ce stade 8 cellules, ce qui explique les premières spécifications tissulaires des stades ultérieurs. Les cellules ont perdu leur totipotence et sont devenues pluripotentes, car les cellules du trophectoderme ne peuvent donner que du trophoblaste et celles du bouton embryonnaire uniquement des tissus embryonnaires.
Au bout de 4 jours, la morula, constituée de 16 blastomères, sort des trompes et atteint l’utérus. Elle perd alors les cellules folliculaires de la corona radiata et conserve uniquement la zone pellucide héritée de l’ovocyte.
Vers le stade 32 cellules, une cavité, le lécithocèle primaire, se creuse.
Une fois implantée dans la muqueuse utérine (nidation), la blastula primaire se transforme en blastula secondaire. L’endoderme se spécifie et l’embryon devient didermique, avec endoderme et ectoderme.
La cavité amniotique se forme alors par cavitation, suite au clivage de la partie supérieure du bouton embryonnaire.