Η αναπτυξιακή βιολογία είναι ένας κλάδος της επιστήμης που διερευνά πώς αναπτύσσονται και προοδεύουν οι οργανισμοί. Μελετώνται διαφορετικά επίπεδα βιολογίας, από το μοριακό και κυτταρικό επίπεδο, έως τα επίπεδα ιστών ή συστημάτων της ανατομίας. Αυτό το επιστημονικό πεδίο επικαλύπτεται με άλλα πεδία όπως η βιοχημεία, η μοριακή βιολογία, η βιοτεχνολογία, η εξελικτική βιολογία και η γενετική.
Μεταξύ των πολλών τομέων ενδιαφέροντός της, η αναπτυξιακή βιολογία λέγεται ότι έχει τρία κύρια θέματα: ανάπτυξη κυττάρων, κυτταρική διαφοροποίηση και μορφογένεση. Η κυτταρική ανάπτυξη αναφέρεται στη διαδικασία κατά την οποία αναπτύσσεται η κυτταρική δομή ενός οργανισμού. Η μελέτη της κυτταρικής ανάπτυξης βοηθά τους επιστήμονες να μάθουν τη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης, κατά την οποία ένα μοναδικό κύτταρο διασπάται και δημιουργεί δύο κύτταρα και τα δύο κύτταρα επαναλαμβάνουν τη διαδικασία. Εκτός από την ίδια την ανάπτυξη, οι επιστήμονες μπορούν επίσης να παρατηρήσουν πώς τα κύτταρα ελέγχουν και τερματίζουν την ανάπτυξή τους όταν ο κυτταρικός πληθυσμός είναι επαρκής. Η μελέτη της κυτταρικής ανάπτυξης είναι ένα σημαντικό μέρος της έρευνας για τον καρκίνο, καθώς ο καρκίνος μπορεί να προκληθεί από την απουσία ελέγχου της ανάπτυξης στα κύτταρα.
Η μελέτη της κυτταρικής διαφοροποίησης είναι επίσης σημαντική στην αναπτυξιακή βιολογία, επειδή βοηθά τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς τα κύτταρα εξελίσσονται σε εξειδικευμένους τύπους. Ένα μοναδικό κύτταρο διαιρεί και αναπαράγει θυγατρικά κύτταρα που είναι λειτουργικά διαφορετικά από το μητρικό τους κύτταρο, δημιουργώντας έναν πολύπλοκο οργανισμό που περιέχει μια ποικιλία κυττάρων. Ενώ η διαδικασία μπορεί να παρατηρηθεί, ο τρόπος με τον οποίο τα κύτταρα είναι προγραμματισμένα να υποστούν τη διαδικασία δεν έχει ακόμη πλήρως προσδιοριστεί. Ακόμα κι έτσι, η κυτταρική διαφοροποίηση είναι μια σημαντική πτυχή στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα, επειδή τα βλαστοκύτταρα έχουν την ικανότητα να αναπαράγουν επ’ αόριστον εξειδικευμένα κύτταρα και πιθανώς να θεραπεύουν πολλές ασθένειες.
Η αναπτυξιακή βιολογία εμβαθύνει επίσης στη διαδικασία της μορφογένεσης, η οποία αναφέρεται στο πώς ένας οργανισμός παίρνει σχήμα από μέσα προς τα έξω. Αφού υποβληθούν σε διαφοροποίηση, τα κύτταρα θα ομαδοποιηθούν με άλλα παρόμοια κύτταρα. Τα κελιά είναι επίσης συνήθως προγραμματισμένα να κινούνται σε περιορισμένη τοποθεσία, σύμφωνα με τις συσχετίσεις τους με άλλα κελιά. Οι ερευνητές του καρκίνου επωφελούνται επίσης από τη μελέτη της μορφογένεσης, επειδή η διαδικασία ισχύει επίσης για κακοήθη κύτταρα που συμπιέζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν όγκο.
Το πεδίο της αναπτυξιακής βιολογίας μελετά επίσης άλλες διεργασίες όπως η εμβρυϊκή ανάπτυξη, η αναγέννηση σε ερπετά όπως οι σαλαμάνδρες και οι σαύρες και η μεταμόρφωση στις κάμπιες. Το να καταλάβουμε πώς μπορεί να αναπτυχθεί ένα φυσιολογικό κύτταρο θα βοηθούσε τους επιστήμονες να κατανοήσουν τον λόγο για τον οποίο ορισμένα κύτταρα αποκλίνουν από την κανονική διαδικασία και γίνονται καταστροφικά κύτταρα. Η αναπτυξιακή βιολογία ρίχνει επίσης λίγο φως στις εμφανίσεις χρωμοσωμικών μεταλλάξεων, όπως στη σχισμή υπερώας, στο σύνδρομο Down και στον αυτισμό. Όλη αυτή η γνώση, με τη σειρά της, θα βοηθούσε τους επιστήμονες να ανακαλύψουν θεραπείες για πολλές διαταραχές.