胎儿性别分化是指胎儿在母体内发育过程中，逐渐形成其男性或女性生殖系统的过程。在胎儿发育过程中，性别分化是非常关键的，因为这决定着胎儿将来的性别、性别特征和功能等方面。
胎儿性别分化的起始时间是在受精过程中，卵子和精子结合后，形成受精卵。一旦受精完成，就开始了雄性和雌性取向之间的竞争。在胚胎发育过程中，初始阶段的性别并不明确，大约在6周至7周后，胚胎的性别才开始有所向性地发展。这个过程主要是由性染色体的决定所引导的，即发生在人体23对染色体的第23对染色体中的性染色体。
在男性胎儿中，第23对染色体包含一个X染色体和一个Y染色体。由于Y染色体具有特殊的基因，因此在7周-8周左右，男性胎儿便开始分化发育他的生殖系统了，即会开始分泌睾酮，到16周左右睾酮达到一定浓度后，男性胎儿的睾丸和前列腺等器官和组织就开始逐渐成熟。
而在女性胎儿中，第23对染色体全部都是X染色体，由于没有Y染色体带有男性特征的基因，因此女性胎儿的生殖系统会根据一套与男性相反的方式来发育。在同样的时间内，女性胎儿的生殖系统开始向成熟发展。
总之，在雄性和雌性胎儿的身体起初发展阶段之内，它们的性别通常都无法真正确定。而在怀孕14周左右，透过B超技术，常常就可以看到胎儿的性别了。不过值得注意的是，这个时候肯定不可以100%肯定性别，因为在完全的性别分化期结束之前，胎儿性别也可能随时发生改变。
