Z oplodněného vajíčka vznikají všechny buňky organismu, které se mnohdy zásadně liší tvarem i funkcí. Tomuto rozlišení původně "univerzální" oplozené buňky, říkáme diferenciace. Podstatou diferenciace je tlumení aktivity nebo naopak aktivace různých dědičných vloh buňky. Buňky se pak liší tvorbou různých typů bílkovin, které rozhodují o jejich stavbě i o jejich funkci. Diferenciace je většinou nevratný děj a plně se uplatňuje při vývoji zárodku. U některých typů buněk je diferenciace možná po celý život. Jde o tzv. kmenové buňky, jejichž současný výzkum nejspíše povede k „bimedicínské revoluci“ 21. století. Kmenové buňky jsou důležité především pro obranu organismu, náhradu poškozených nebo ztracených tkání. Např. diferenciace bílých krvinek je důležitá pro tvorbu protilátek, diferenciace buněk vaziva pro hojení a obnovu pojivovývh tkání (regeneraci). Využití a podpora těchto procesů je proto součástí mnoha léčebných postupů v medicíně.
Projevy diferenciace zárodku a jejich posloupnost studuje embryologie. Spolu s dalšími obory objasňuje příčiny poruch diferenciace (některé typy vrozených vad), a hledá cesty jak jim zabránit.