Sistem saraf berkembang dari lapis paling luar ketiga lapis embryonal, yaitu ectoderm, dimulai pada pada minggu ketiga perkembangan. Dengan sinyal struktur aksial di bawahnya, notokorda, ectoderm pada sisi mid-dorsal embrio menebal membentuk lempeng neural (neural plate). Sisi lempeng ini melipat ke atas dan tumbuh ke medial, serta dalam beberapa hari menyatu membentuk tuba neuralis (neural tube). Sel sel tuba ini nantinya membentuk seluruh CNS, termasuk neuron dan kebanyakan sel glia.