同源異形盒基因是在1984年被發現的，科學家們將這一發現譽之為“生物學中的一個劃時代的里程碑”。美國生物學家愛德華·劉易斯為了弄清生物的體型結構與基因之間的關系，進行了幾十年的研究，證實生物體從一單個的受精細胞開始，要發展成為含有數以億計的特化細胞的軀體，生物體內所有的細胞都含有一套完全相同的基因。但是，有些會變成骨骼的一部分，有些會變為抵抗疾病的抗體，而另一些則會長出毛發。從蠅、蛙到人都擁有幾乎相同的一套基因。這套基因行使一個主控制功能，去引導動物的生長發育過程。
在胚胎生長過程中，每個細胞中的各種基因的開和關造成了細胞的特別功能。例如，產生眼球晶狀體蛋白的基因，只是在形成眼睛的細胞中才有活性；而創造腳趾甲蛋白的基因，即使它們都出現于同一個細胞中，卻不會被表達。