同源細胞一旦進入分化，因其所有細胞所處空間位置不同，環境也不盡一致，因此出現形態上的差異和機能上的特化，因而會形成類型不同的細胞，這種現象稱為分化的時空性。在不同的發育階段，一個細胞可以有不同的形態和功能，這是時間上的分化。單細胞生物只有時間上的分化，多細胞生物不僅有時間上的分化，而且還有空間上的分化。由于同一個體的不同細胞因所處的位置不同，它們必須“因地而異”，以適應所處的特殊空間，由此在形態和功能上均發生了相應改變。例如，同一個生物體胚胎細胞，可以位于前端和后端、內部和外部、背面和腹面等部位，但分化出的細胞卻大相徑庭。
在高等動植物個體胚胎發育過程中，隨著細胞數目的不斷增加，細胞分化程度更加復雜，同一個體的細胞由于所處的窄問位置不同而決定了細胞的發育命運，出現頭與尾、背與腹等不同，這些時空差異為形成功能各異的多種組織和器官提供了基礎。