Ontogenialla tarkoitetaan organismin kehitystä alusta alkaen aikuisuuteen. Sykli alkaa hedelmöityksestä ja päättyy, kun organismi saavuttaa fyysisen ja seksuaalisen kypsyyden. Biologian tutkimuksen kohteena ontogenia koskee lajin yksittäisen jäsenen kehitysprosessia sen elinkaaren aikana. Koko lajin evoluution kehitys on fylogenian aihe.
Ihmisen ontogeneesiprosessi alkaa uros- ja naaraspuolisten sukusolujen fuusioinnilla muodostamaan zygootti, jossa on täydellinen joukko ihmisen kromosomeja. Tämän sanotaan olevan ontogeneettisen syklin alku. Yksittäinen solu kasvaa ainutlaatuiseksi yksittäiseksi organismiksi mitoosien, aseksuaalisten lisääntymisten sarjan avulla. Lajipopulaatio koostuu yksilöistä, jotka ovat ontogeneettisen syklin eri vaiheissa.
Yksisoluisissa organismeissa mitoosit johtavat normaalisti itsenäisten, geneettisesti identtisten yksilöiden muodostumiseen. Monisoluisissa organismeissa mitoosien alkutuotteet ovat geneettisesti samanarvoisia, mutta solut pysyvät yhteydessä ja myöhemmin erilaistuvat muodostaen ainutlaatuisen yksilön. Monisoluisten organismien ontogeeni on, että peräkkäiset solujen sukupolvet, jotka ovat peräisin tsygootista, eriytyvät kudoksiksi ja elimiksi. Tämä prosessi johtaa alkion kehittymiseen.
Alkio voi edelleen kehittyä useissa eri yhteyksissä lajista riippuen. Polku nuorten vaiheeseen voi olla myös suora tai välimuodon kautta. Kehitys jatkuu nuorten vaiheen läpi, kunnes organismi saavuttaa fyysisen ja seksuaalisen kypsyytensä aikuisikään. Tässä vaiheessa ontogenia yleensä pysähtyy.
Organismin ontogeniaa kuvataan joskus käänteisenä kartiona. Kartion alareunassa on yksisoluinen tsygootti, joka sisältää potentiaalin tuottaa aikuisen organismin. Jokainen seuraava kehitysvaihe lieventää mahdollisten toimien valikoimaa seuraavissa vaiheissa, ja sitä edustaa kartion korkeuden ja halkaisijan kasvu. Mutaatiolla alkuvaiheessa on paljon suurempia seurauksia kuin myöhemmin. Tämä visualisointi auttaa biologia tutkimaan vaikutusta, joka elinkelpoisella mutaatiolla voi olla organismin eri elämänvaiheissa.
Organismin kehitysvaiheesta koostuva ontogenia koskettaa välttämättä monia biologian näkökohtia. Biologian eri tieteenaloja määritellään merkittävillä jaksoilla ontogeenisessa syklissä. Embryologia koskee esimerkiksi ajanjaksoa hedelmöityksestä itsenäisen yksilöllisen kehityksen alkuun. Syklin geneettinen säätely sen aikana on kehitysgeenin aihe. Elinkaaribiologit tunnistavat ontogeenisen syklin vaiheiden järjestyksen ja laadullisen luonteen.