Quá trình phát triển trước khi sinh được chia làm hai giai đoạn sinh học chính. Giai đoạn đầu là giai đoạn phôi thai, kéo dài khoảng hai tháng. Tiếp đó là giai đoạn bào thai. Ở đầu giai đoạn bào thai, nguy cơ xẩy thai tăng mạnh, tất cả các cơ quan chính gồm tay, chân, đầu, óc, và các cơ quan khác đã hình thành, và chúng tiếp tục phát triển lớn lên. Khi giai đoạn bào thai bắt đầu, một bào thai thường dài khoảng 30 mm (1.2 inches), và có thể thấy tim thai đập qua siêu âm; bào thai cúi đầu, và thực hiện một số cử động và giật mình tác động tới toàn thân. Một số sự thành tạo vân tay xảy ra ở đầu giai đoạn bào thai.

Hoạt động điện não lần đầu tiên có thể được phát hiện giữa tuần thứ 5 và thứ 6 của thai kỳ, dù nó vẫn bị coi là hoạt động thần kinh nguyên thủy hơn là sự khởi đầu của một ý thức, điều sẽ phát triển sau này trong chu kỳ phát triển thai. Các khớp thần kinh bắt đầu hình thành ở 17 tuần, và ở khoảng tuần thứ 28 bắt đầu nhân lên với tốc độ cao và kéo dài tiếp tới 3-4 tháng sau khi sinh. Không phải đủ 23 tuần tuổi bào thai mới có thể sống sót bên ngoài dạ con, dù với sự hỗ trợ y tế mạnh. Cũng không phải tới khi ấy bào thai mới sở hữu một bộ não thực sự.

Phôi thai 4 tuần sau khi thụ tinh[31]


Bào thai 8 tuần sau khi thụ tinh[32]


Bào thai 18 tuần sau thụ tinh[33]


Bào thai 38 sau khi thụ tinh[34]

Kích thước thai ở tháng thứ 1 (biểu thị đơn giản)


Kích thước thai ở tháng thứ 3 (biểu thị đơn giản)


Kích thước thai ở tháng thứ 5 (biểu thị đơn giản)

Kích thước thai ở tháng thứ 9 (biểu thị đơn giản)

Một cách quan sát sự phát triển thai trước khi sinh là thông qua các hình ảnh siêu âm. Các hình ảnh siêu âm 3D hiện đại cung cấp nhiều thông tin hơn cho việc chẩn đoán tiền sinh so với kỹ thuật 2D cũ.[35] Tuy 3D là kỹ thuật phổ thông với những bậc cha mẹ muốn có một bức ảnh tiền sinh để lưu trữ,[36] cả kỹ thuật 2D và 3D đều bị FDA khuyến nghị hạn chế dùng ngoài mục đích y tế,[37] nhưng không có những nghiên cứu xác định cho thấy siêu âm liên quan tới bất kỳ hiệu ứng y tế bất lợi nào.[38] Các hình ảnh siêu âm 3D dưới đây được chụp ở những giai đoạn thai kỳ khác nhau:

Bào thai 3-inch (khoảng 14 tuần tuổi thai)


Bào thai 17 tuần


Bào thai 20 tuần