Periodo fetal, posterior a la semana ocho, se caracteriza por la maduración y desarrollo funcional continuos, y durante este tiempo persiste la vulnerabilidad de ciertos órganos. Por ejemplo, el desarrollo cerebral es susceptible a las influencias ambientales durante todo el embarazo, como la exposición al alcohol. Como los defectos congénitos y las exposiciones farmacológicas son frecuentes, es posible que haya una relación temporal, pero no causal. Como la valoración inicial de la exposición al teratógeno a menudo es retrospectiva, es probable que se altere por sesgo en el recuerdo, reporte inadecuado y valoración incompleta de la población expuesta.
Los factores familiares y ambientales también influyen en los defectos congénitos. Por tanto, un criterio importante para la teratogenicidad es que dos o más estudios epidemiológicos de alta calidad informen datos similares. El teratógeno sospechado causa un defecto en estudios con animales. Es más probable la teratogenicidad en seres humanos si un agente tiene un efecto adverso en distintas especies animales.
Sin embargo, se aprendió una lección sustancial de la tragedia con la talidomida, ya que no se reconoció su teratogenicidad por confiar en los datos obtenidos en animales, porque la talidomida no produjo defectos en varias especies animales. Hasta que nacieron miles de lactantes afectados por embriopatía por talidomida, se descubrió que este compuesto es un teratógeno potente en seres humanos. La falta de aplicación de estos principios y criterios ha contribuido a las conclusiones erróneas sobre la seguridad de algunos fármacos de uso muy frecuente.