Ses croquis d'un embryon dans l'utérus démontrent la rigueur et la curiosité d'un scientifique ainsi que l'habileté d'un artiste. Da Vinci s'est lié d'amitié avec le professeur d'anatomie Marcantonio della Torre en 1506 et a participé à de nombreuses dissections de cadavres humains, y compris, vers 1510, le corps d'une femme très enceinte.
On pense que da Vinci a été la première personne à dessiner un embryon humain positionné avec précision dans l'utérus, ainsi que le système vasculaire de l'utérus, du col de l'utérus et du vagin. À l'époque, on croyait généralement que l'utérus était divisé en plusieurs chambres, da Vinci n'en a correctement dessiné qu'une seule. L'embryon est représenté recroquevillé dans la position fœtale désormais familière, les jambes croisées aux chevilles et le cordon ombilical clairement visible.
Le dessin, à la craie noire et à la sanguine avec lavis d'encre et stylo sur papier, est entouré de notes et d'études plus petites, y compris des coupes transversales détaillées des parois utérines.
Une deuxième page comprend d'autres dessins du fœtus sous différents angles, une étude des organes génitaux féminins externes et une note à "Demandez à la femme de Biagino Crivelli comment le chapon élève et fait éclore les œufs de poules lorsqu'il est déplumé" qui démontre un intérêt scientifique dans le processus biologique de la reproduction bien au-delà de l'amélioration de sa représentation du corps humain.
Chaque page mesure environ 30 cm sur 22 cm (12 pouces sur 8,5 pouces), un peu plus grande qu'une page A4 moderne. L'utilisation prudente de Da Vinci des coupes transversales et des vues multiples a été comparée aux dessins architecturaux et lui a permis d'enregistrer avec précision les nerfs et le système cardio-vasculaire des organes reproducteurs féminins d'une manière qui est généralement précise et familière aux yeux modernes.
Cependant da Vinci a fait quelques erreurs, dessinant des cotylédons, des projections charnues du placenta qui ressemblent à des fleurs. Il avait déjà vu des cotylédons dans des dissections de vaches gestantes, mais ils ne sont pas présents dans les placentas des humains. Pourtant, les dessins anatomiques de da Vinci sont la base sur laquelle l'illustration anatomique moderne est construite et constituaient un bond en avant par rapport à la compréhension générale de l'anatomie humaine à l'époque.
Da Vinci n'a jamais publié son travail anatomique et d'autres croquis, bien qu'il y ait des preuves qu'il avait l'intention de le faire. Il les a laissés à son ami et élève, Francesco Melzi, qui a organisé une grande partie de la vaste collection de dessins et de notes de da Vinci. L'étude Embryon dans l'utérus appartient désormais à la Royal Collection et se trouve au château de Windsor au Royaume-Uni.