Gastrulação é o nome do processo pelo qual ocorre uma invaginação nos tecidos do embrião, formando os folhetos embrionários. Em humanos, a gastrulação dá origem a um disco embrionário com três lâminas, ou três folhetos germinativos: endoderma, mesoderma e ectoderma, sendo caracterizados como triblásticos.
O endoderma dá origem aos tecidos de revestimento do sistema digestório, respiratório e às células de glândulas de órgãos como o fígado e pâncreas.
O mesoderma origina quase todo o restante.
Durante a gastrulação há a formação da notocorda e o embrião recebe o nome de gástrula.
Em humanos, na terceira semana forma-se a linha primitiva, que é um acúmulo de células do epiblasto e sua extremidade anterior forma o nó primitivo, evidenciando um eixo cefálico-caudal. A partir das células da linha primitiva formam-se as células do mesênquima, que origina o mesoderma. O epiblasto origina o ectoderma e o hipoblasto origina o endoderma.
A notocorda começa ser formada quando algumas células do mesênquima migram na região do nó cefálico e crescendo entre o mesoderma e o ectoderma.
Na região caudal da linha primitiva forma-se a membrana cloacal, que dará origem ao ânus.
A linha primitiva degenera, porém se persistir em humanos dá origem a um tumor chamado teratoma.
Por volta da segunda semana forma-se o alantóide, que tem função na atividade respiratória e é local para armazenar urina de embriões de répteis, aves e alguns mamíferos. Em humanos está relacionado com o desenvolvimento da bexiga urinária.
Em alguns animais, o blastóporo dá origem à boca, e são chamados de protostômios. Quando o blastóporo dá origem ao ânus, são chamados de deuterostômios.