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  卡斯帕爾·沃爾弗從早期胚胎中發現葉狀構造。在1817年,海因茨·克里斯第·潘德爾(Heinz Christian Pander)在研究雞胚胎時發現三胚層構造。後於1850年到1855年間,羅伯特·雷馬克進一步將生殖細胞層的概念解釋得更加完善。另外湯瑪斯·亨利·赫胥黎在1871年更提出英文術語----中胚層;1873年由雷·蘭克斯德(Ray Lankester)提出內胚層、外胚層等術語。  海綿動物屬於最簡單的動物,僅具有一個胚層。海綿動物雖然具有細胞分化,但不具組織協調的功能。真後生動物等輻射對稱動物複雜度更高,具有兩個胚層(包含內胚層、外胚層),雙胚層動物可發展出組職層級的構造。而更高等的動物(從扁蟲到人類)具有三個胚層,多了內胚層、外胚層之間的中胚層,三胚層動物具有組成器官的能力。

  受精之後形成接合子。在卵裂、有絲分裂等階段時,接合子會變成一顆球狀細胞,稱為囊胚。之後經歷了原腸形成,形成原腸以及兩個或三個胚層。  人類受精卵受精三天後,接合子經由有絲分裂形成一群緊密且具有大量細胞的桑葚胚,到這個時期稱為囊胚,囊胚的外層則被叫做滋胚層;囊胚的內層則稱為內細胞團,內細胞團最初具有兩層:上胚層與下胚層。此時細胞中充滿液體,囊胚的透明帶也會破裂,讓囊胚可以更順利的進行著床。受精後14天,原線將會形成。上胚層細胞會向原線內移動,並潛入其中,產生了內胚層。上胚層細胞持續移入,但此時組成新的一層----中胚層。而最上方的上胚層則形成外胚層。

  內胚層是胚胎髮育中的一個胚層,細胞沿著原腸向內移動,形成原腸的最內層。  內胚層細胞最初為扁平細胞,最後變成柱狀細胞,這些細胞組成所有除了口與直腸末端之外的消化系統器官;另外也形成所有與消化道相連線的所有腺體,如肝臟與胰臟。

  中胚層是三胚層動物特有的。在原腸形成時,部分細胞向內移動形成中胚層,即是介於內胚層與外胚層之間的一層。  中胚層會發育成骨骼、真皮等保護內臟的構造,促進了體腔的形成,在體腔內的器官因為有液墊的保護,器官便可以獨立發展,不受其他部分的影響。

  外胚層主要發育成體表的組織。 腦 和 脊髓由外胚層型成

  神經脊具有非常重要的功能,所以有時候被稱作第四個胚層。神經脊細胞是由外胚層所發育出來的。會產生神經節的構造。
胚層(germ layer)亦稱為生殖上皮,但較少使用,是動物胚胎形成時的一群細胞。所有動物都具有胚層,其中脊椎動物的三胚層構造特別顯著,而海綿動物的胚層最為簡單。真後生動物(比海綿複雜的動物)通常會產生兩到三層主要組織層(有時候稱為初級胚層)。輻射對稱的動物(如:腔腸動物)具兩個胚層的構造,包含內胚層、外胚層;兩側對稱的動物則具有三個胚層的構造,較輻射對稱動物多了位在內胚層與外胚層之間的中胚層。所有胚層內的細胞最終發育成動物的各項組織與器官。