Gastrula, embrio multiseluler awal, terdiri dari dua atau lebih lapisan sel germinal dari mana berbagai organ kemudian berasal. Gastrula berkembang dari bola sel berlubang tunggal yang disebut blastula yang merupakan produk pembelahan sel yang berulang, atau pembelahan, dari telur yang telah dibuahi. Pembelahan ini diikuti oleh periode perkembangan di mana peristiwa yang paling signifikan adalah pergerakan sel relatif satu sama lain.
Orang dewasa, hewan multiseluler biasanya memiliki susunan jaringan tubuh yang konsentris. Jaringan dewasa ini berasal dari tiga lapisan sel embrionik yang disebut lapisan germinal; lapisan luar adalah ektoderm, lapisan tengah adalah mesoderm, dan lapisan paling dalam adalah endoderm. Gastrulasi melibatkan perombakan drastis sel-sel blastula ke dalam tiga lapisan germinal ini, yang pada gilirannya menjadi berbagai sistem organ tubuh hewan.
Gastrulasi terdiri dari gerakan ke dalam, atau invaginasi, dari sel-sel satu sisi blastula sampai mereka disandingkan ke sisi yang berlawanan; dengan demikian, embrio bola diubah menjadi cangkir berdinding ganda, atau gastrula. Bagian blastula yang tersumbat, yang melapisi bagian dalam cangkir berdinding ganda, memunculkan endoderm dan mesoderm, dan sel-sel yang tersisa di bagian luar cangkir menjadi ektoderm. Dari ektoderm ini, atau lapisan luar, akan diturunkan bagian luar integumen hewan (kulit yang menutupi) dan sistem saraf dan organ-organ indera.
Gerakan ke dalam satu sisi sel-sel blastula telah mengontrak atau menghilangkan blastocoel, yang merupakan rongga blastula, tetapi rongga baru terbentuk di lekukan cangkir. Rongga usus primitif ini adalah endoderm dan membentuk kelainan usus masa depan hewan dan banyak organ pencernaan serta kelenjar yang terkait. Namun, sebelum ektoderm atau endoderm mulai berdiferensiasi menjadi struktur masa depannya, lapisan ketiga sel yang berada di antara mereka menjadi jelas. Lapisan ketiga ini adalah mesoderm, yang nantinya akan diturunkan sebagian besar otot-otot hewan dan, dalam banyak kasus, sistem ekskresi dan sistem reproduksinya.
Diversifikasi sel dalam embrio berkembang pesat selama dan setelah gastrulasi. Efek yang terlihat adalah bahwa lapisan germinal menjadi lebih jauh dibagi lagi menjadi agregasi sel yang menganggap bentuk dasar berbagai organ dan sistem organ embrio. Dengan demikian periode gastrulasi diikuti oleh periode pembentukan organ, atau organogenesis.