A técnica também conhecida como bebê de proveta, consiste em coletar os gametas para eles serem fecundados em laboratório, depois é feita a transferência dos embriões para o útero na mãe. Normalmente o processo é indicado quando a mulher tem problemas que dificultam a chegada dos espermatozoides no óvulo, que muitas vezes é causada por endometriose ou problemas nas trompas, ou quando o homem tem dificuldade na produção de gametas. Se um dos dois não conseguir produzir, então é utilizado gametas doados.

O processo começa primeiramente com a coleta, no caso dos homens é feita por meio de masturbação, mas em alguns casos em que não é produzido gametas na ejaculação ela é feita por meio de punção ou biopsia, onde são tirados direto dos testículos. Nas mulheres é feita por meio da indução da ovulação por medicamentos, são estimulados em torno de 12 folículos para a maior produção de óvulos. Após é acontece a seleção dos espermatozoides, então eles e o óvulo são colocados em uma cultura, o processo é igual ao que acontece no útero só que feito em laboratório.

Quando o embrião estiver pronto, ele vai ser colocado no útero materno por meio de um cateter introduzido na vagina da mulher com o médico usando um ultrassom para saber o local certo de depositar. Depois de 12 a 14 dias é feito um exame para saber se ouve a gravidez. A fertilização in vitro costuma ter a duração de aproximadamente 25 dias.