A morfogênese é um processo importante na biologia do desenvolvimento, no qual os organismos desenvolvem suas formas características. Isso inclui o desenvolvimento das formas dos tecidos, órgãos e do organismo como um todo – não se limita apenas a toda a forma do organismo. Esse processo pelo qual a forma é definida é controlado indiretamente pela composição genética da criatura. Vários processos, como sinais químicos que envolvem hormônios e estresses físicos impostos pelos padrões de desenvolvimento celular, fazem com que as células se desenvolvam de uma determinada maneira que leva à formação de órgãos de formato específico. Enquanto a morfogênese é geralmente examinada separadamente do crescimento celular, os dois são essencialmente os mesmos no desenvolvimento de organismos unicelulares, pois o formato de uma criatura é definido pelo formato de uma célula.
Existem muitos elementos diferentes da biologia do desenvolvimento que eventualmente contribuem para a morfogênese. A diferenciação celular, o processo pelo qual uma célula se divide para formar muitas, é importante porque muitas das formas dos órgãos que levam à forma geral do organismo são determinadas com base nos padrões de diferenciação celular. No desenvolvimento inicial, por exemplo, a primeira célula se divide em duas, mas essas duas células não se dividem necessariamente simetricamente. Diferentes células se dividem em momentos diferentes, causando assim um desenvolvimento assimétrico que, após muitas divisões subsequentes, leva à formação. Essas assimetrias geralmente são desencadeadas por instruções genéticas realizadas por proteínas ou outros elementos químicos e espaciais.
O crescimento celular é outro aspecto importante da biologia do desenvolvimento que contribui para a morfogênese. O crescimento celular descreve o quanto uma célula cresce em termos de organela e conteúdo do citoplasma. Algumas células crescem bastante, enquanto outras permanecem pequenas. Tamanhos diferentes de células desempenham um papel importante na morfogênese, pois células de tamanhos diferentes podem se combinar de várias maneiras para produzir órgãos com formas diferentes.
A morfogênese é um processo relativamente delicado que pode ser interrompido ou alterado de várias maneiras diferentes. Os geneticistas do desenvolvimento geralmente estudam a morfogênese desativando genes específicos direcionados que armazenam instruções genéticas para certas células, a fim de produzir sinais que desencadeiam ou interrompem vários aspectos do crescimento e diferenciação celular. Freqüentemente, esses experimentos resultam em organismos que não se desenvolvem o suficiente para sobreviver ao desenvolvimento embrionário passado. Em alguns casos, certos órgãos importantes não se formam completamente, enquanto em outros a diferenciação pode não ocorrer o suficiente para que as formas dos órgãos se desenvolvam. Ao estudar a morfogênese dessa maneira, os cientistas são capazes de conectar genes específicos a funções específicas do desenvolvimento.