Als Augenentwicklung der Wirbeltiere wird die embryonale Bildung (Ontogenese) der Sehorgane bezeichnet. Die Erforschung dieser Prozesse ist Teil der Entwicklungsbiologie. Das Wirbeltierauge zeigt nach Aufbau und Leistungsfähigkeit deutliche Unterschiede zwischen Spezies, während die Phasen seiner Ontogenese grundlegende Gemeinsamkeiten aufweisen. Entwicklungsbiologisch ist das Wirbeltierauge ein Musterbeispiel für ein Organ, das durch eine Verkettung ontogenetischer Auslöseereignisse gebildet wird. Diese sogenannten Induktionen sind dabei so miteinander verknüpft, dass die verschiedenen Komponenten des Auges – wie etwa Linse, Hornhaut und Netzhaut – in einem nach der Reihenfolge der Entwicklungsschritte streng geordneten und wechselseitigen Zusammenhang stehen und so als ein Gesamtsystem auftreten. Evolutionskritiker nahmen lange an, dass diese nur unabhängig voneinander hätten entstehen können und sich folglich ontogenetisch (individuell) auch unabhängig entwickeln würden. Dazu, dass diese Sichtweise heute überholt ist, haben die Erkenntnisse der Entwicklung des Auges beigetragen.
Bei Wirbeltieren oder Schädeltieren werden im Kopfbereich noch vor der Mundbucht die paarigen Fernsinnesorgane der Geruchsempfindung und der Lichtempfindung angelegt. Die Entwicklung der Augen wird im Neuroektoderm initiiert und geht von Furchungen (optische Furchen) beidseits aus, die sich sackförmig ausbuchtend zu einem Paar von Augenbläschen (optische Vesikel) werden. Hierbei handelt es sich um zwei seitliche Ausstülpungen des vorderen Teils des Neuralrohres, die aus dem embryonalen Vorderhirn (Prosencephalon) im Bereich des späteren Zwischenhirns (Diencephalon) hervorgehen. Im weiteren Verlauf kommt es zu einer Reihe von Gewebeinteraktionen, die jederseits zur Bildung der Linse aus dem Oberflächenektoderm führen und zur Einsenkung des Augenbläschens zum Augenbecher. Während das äußere Blatt des Augenbechers zum abschattenden Pigmentepithel wird, entwickelt sich das innere Blatt in komplexen Vorgängen zur Netzhaut mit mehreren Schichten aus licht- bzw. farbsensitiven Fotorezeptorzellen und ihnen zugeordneten Nervenzellen. Die Verbindungen der Nervenzellfortsätze untereinander und die mit anderen Hirnanteilen werden in einem selbstorganisierenden Prozess anhand chemischer Signale geschaffen. Die Ausbildung von Anhangsorganen wie Augenmuskeln, Augenlider und Tränenapparat sind dem nachgeordnete Prozesse, die die Entwicklung des Auges vervollständigen wird. Erst lange nach der Geburt wird diese mit der Koordination der Augenbewegungen, insbesondere bei Lebewesen mit beidäugigem Sehen, sowie der Optimierung der Sehschärfe abgeschlossen.