Vor dem Einsetzen der Zirkulation des Blutes werden endotheliale Gefäße auf zwei Weisen gebildet: erstens durch angioblastische Gefäßbildung (oder Vasculogenese), wobei neue Gefäße in situ entstehen (z.B. endotheliale Anlage des Herzens, dorsale Aorten, umbilikale Gefäße und die frühen omphalomesenterischen Gefäße), zweitens angiotrophe Gefäßbildung (oder Angiogenese), wobei die Gefäße durch Sprossung und Verzweigung aus dem Endothel schon vorhandener Gefäße entstehen.
Die größeren Blutgefäße entwickeln sich in der Regel aus einem Plexus von Kapillaren. Später werden die endothelialen Röhren von Bindegewebe und glatten Muskelzellen umgeben, wodurch Arterien und Venen entstehen. Das Muster der Gefäßbildung hängt sowohl von lokalen als auch von hämodynamischen Faktoren ab.