Το έμβρυο είναι το θηλαστικό στα πρώιμα στάδια ανάπτυξής του, από τη διαίρεση του γονιμοποιημένου ωαρίου έως τη γέννα, και κυοφορείται στη μήτρα της μητέρας. Η διάρκεια της κύησης ποικίλλει σημαντικά· στους ανθρώπους διαρκεί περίπου εννέα μήνες, ενώ στον ελέφαντα φτάνει τα δύο χρόνια, με το έμβρυο να τρέφεται μέσω του πλακούντα και να προστατεύεται στον αμνιακό σάκο, συνδεδεμένο με τη μητέρα μέσω του ομφάλιου λώρου. Κατά την ανάπτυξή του, τα κύτταρα σχηματίζουν ιστούς, όργανα και βιολογικά συστήματα, ενώ το έμβρυο μπορεί να αντιληφθεί ερεθίσματα όπως χάδια και φωνές, επηρεαζόμενο άμεσα από τη σωματική και ψυχική κατάσταση της μητέρας. Η γέννα πραγματοποιείται με συσπάσεις και τη βοήθεια του αμνιακού υγρού, αλλά στους ανθρώπους είναι ιδιαίτερα επίπονη λόγω της στενής λεκάνης, ένα πρόβλημα που αντιμετωπίζεται βιολογικά με το σπάσιμο της λεκάνης και την ατελή ανάπτυξη του κρανίου του εμβρύου. Μια αξιοσημείωτη εξαίρεση αποτελούν οι καρχαρίες, όπου η γέννα είναι ανώδυνη για να μην εξαφανιστεί το είδος, καθώς οι μητέρες τρώνε τα μικρά τους, και μάλιστα το μεγαλύτερο έμβρυο καταβροχθίζει τα υπόλοιπα πριν τη γέννα. Μετά τη γέννα, ο οργανισμός δεν ονομάζεται πλέον έμβρυο αλλά βρέφος ή νεογνό, και στα περισσότερα θηλαστικά χρειάζεται τη γονική φροντίδα για να επιβιώσει, ενισχύοντας έτσι τους κοινωνικούς δεσμούς της ομάδας.