Los ojos aparecen primera vez a principios de la cuarta semana bajo la forma de dos hendiduras laterales, los surcos ópticos, que son evaginaciones de los pliegues neurales del encéfalo anterior y crecen hacia el ectodermo de superficie para formar las vesículas ópticas. En el momento en que el extremo dilatado de la vesícula óptica alcanza el ectodermo de superficie, su cara distal se invagina, transformando la vesícula óptica en una cúpula óptica en forma de cáliz adherida al encéfalo anterior por un tallo óptico, trecha y hueco. Al mismo tiempo, el ectodermo de superficie adyacente se engruesa para formar la placoda del cristalino, que se invagina y se comprime para convertirse en la vesícula del cristalino hueca que se localiza en la cúpula óptica.
La vesícula del cristalino da lugar al cristalino solido del ojo, las células posteriores de la vesícula del cristalino forman las fibras primarias del cristalino largas, estrechas y orienteadas anteroposteriormente. Las células anteriores del cristalino dan lugar a un revestimiento epitelial monoestralificado de la superficie del cristalino. Este epitelio produce las fibras secundarias del cristalino, que constituye la mayoría del cristalino madura. La irrigación del cristalino y la retina en desarrollo corre a cargo de una rama terminal de la arteria oftálmica, denominada la arteria haloidea, que accede al interior del globo ocular a través de una hendidura denominada fisura coroidal en la superficie ventral del tallo óptico. La porción de la arteria que atraviesa el cuerpo viteo para alcanzar el cristalino degenera durante la vida intrauterina con la maduración del cristalino; el resto de la arteria se convertirá en la arteria central de la retina.
La superficie interna de la cúpula óptica da lugar a la retina neural, mientras que la pared externa da lugar a la retina pigmentaria, fina y melanina, aunque el espacio intrarretinario que separa estas dos capas se oblitera con el desarrollo de la retina, las dos capas nunca llegan a fusionarse estrechamente, la diferenciación de la retina neural tiene lugar entre la sexta semana, y el octavo mes. Las oleadas de células se producen a partir de una capa proliferativa externa, próxima al espacio intrarretinario, y emigran hacia dentro para formar las capas celulares de la retina madura, los axones de la retina neural crecen siguiendo el tallo óptico hasta el cerebro, convirtiendo el tallo óptico en el nervio óptico.
A medida que se forma la vesícula óptica, se rodea por una capa de mesénquima que deriva en parte de la cresta neural. Esta vaina se diferencia para formar los dos revestimientos del globo óptico: la fina coroides interna y la fibrosa esclera externa. Este mesénquima también crece para revestir la superficie anterior del ojo en desarrollo, incluido el cristalino. El mesénquima que cubre el cristalino en desarrollo se divide en dos capas que encierran un nuevo espacio denominado cámara anterior. La pared externa de la cámara anterior se continúa con la esclera del globo ocular y la pared interna se continua con la coroides del globo. La pared externa de la cámara anterior da lugar a las capas internas de la cornea, mientras que la capa externa de la córnea deriva del ectodermo superficial que la recubre. La pared interna de la cámara anterior, que cubre el cristalino, se denomina membrana pupilar. Las capas profundas de esta pared sufren vacuolización hasta crear un nuevo espacio, la cámara posterior, entre el cristalino y la fina membrana pupilar.
Los parpados aparecen como pliegues del ectodermo de superficie. Los dos parpados están fusionados desde la octava semana hasta la aproximación del quinto mes.
