Η διαδικασία ξεκινά με τη φαρμακευτική διέγερση των ωοθηκών, όπου χορηγούνται ορμόνες για την παραγωγή πολλών ωαρίων, με στόχο να γονιμοποιηθούν στην συνέχεια στο εργαστήριο.

Στη συνέχεια, ακολουθεί η ωοληψία, κατά την οποία τα ωάρια συλλέγονται από τις ωοθήκες κι απομονώνονται από τους εμβρυολόγους ώστε να διατηρηθούν σε κατάλληλες συνθήκες στο εργαστήριο.

Ακολουθεί η μέθοδος IVF, όπου τα ωάρια γονιμοποιούνται με σπερματοζωάρια σε εργαστηριακό περιβάλλον απευθείας από τα σπερματοζωάρια, χωρίς δηλαδή να παρεμβαίνουν με κάποιο τεχνικό μέσο οι εμβρυολόγοι.

Στις περιπτώσεις που απαιτείται, όπως για παράδειγμα όταν το σπέρμα υστερεί σε αριθμό ή κινητικότητα σπερματοζωαρίων, εφαρμόζεται η μικρογονιμοποίηση (ICSI), όπου ένα σπερματοζωάριο εισάγεται απευθείας στο ωάριο με τεχνικό μέσο.

Μετά τη γονιμοποίηση, τα έμβρυα καλλιεργούνται για μερικές ημέρες σε ειδικά διαμορφωμένο εμβρυολογικό εργαστήριο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να γίνει υποβοηθούμενη εκκόλαψη (Assisted Hatching), για να διευκολυνθεί η εμφύτευση.

Τέλος, πραγματοποιείται η εμβρυομεταφορά, όπου το πιο υγιές έμβρυο τοποθετείται στη μήτρα, με την ελπίδα για μια επιτυχημένη εγκυμοσύνη.