Proto než se o tomto způsobu začne uvažovat, musí se neplodné páry podrobit důkladnému vyšetření, aby se zjistilo, zda je pro ně vhodný.
Prvním krokem při oplodnění in vitro je stanovení přesné doby v ženském menstruačním cyklu, kdy vajíčko opouští vaječník. Pak se žena připraví k malé operaci, které se provede předtím, než se vajíčko chystá opustit vaječník.
Budoucí matka před operací většinou absolvuje hormonální léčbu, aby se k opuštění vaječníku vyprovokovalo několik vajíček najednou a vytvořila se tak určitá "zásoba".
Operatér opatrně zavede malým řezem do dutiny břišní laparoskop, přístroj podobný periskopu. Jím vidí nejen reprodukční orgány, ale i uvolněné vajíčko – nebo vajíčka.
Vyjme pomocí jemného irigátoru, který vajíčka vysaje skrz laparoskop.
Vajíčka se pak dají do mísy s výživným roztokem, který jim umožňuje přežít, a na několik hodin se uloží do inkubátoru. Mezitím se do slaného roztoku vloží vzorek otcova semene, který obsahuje miliony mužských spermií. Roztok udržuje spermie ve výborné kondici, připravené k oplodňovacímu procesu. Potom se vajíčka z inkubátoru vyjmou a smísí se se semenem ve slaném roztoku. Aby vznikl zárodek nového lidského jedince, musí se jedna spermie spojit s ženským vajíčkem během 24 hodin. Jakmile se vajíčko oplodní, je vůči ostatním spermiím rezistentní.
V čerstvě oplodněném vajíčku začne probíhat proces dělení a množení, jímž se vyvíjí ve stále složitější embryo. Po mnoha hodinách, když už se vajíčko rozdělí na asi osm jednotlivých buněk, přemístí se do matčiny dělohy.
Gynekolog pod silným mikroskopem zjistí, která vajíčka byla in vitro oplodněna, a nasaje je do jemné duté trubičky. Tu pak zavede do ženiny dělohy a embrya vypustí, aby pokračovala v růstu.
Aby se předešlo riziku mnohočetného těhotenství, implantuje se omezený počet oplodněných vajíček – asi tři.
Od této chvíle bojuje embryo o přežití stejně jako při normálním těhotenství. Musí se uchytit na stěně matčiny dělohy, aby získalo nezbytné živiny k životu a k růstu. Naděje, že se to podaří, je pouze jedna ku pěti – proto čím více embryí oplodněných in vitro je do dělohy "zasazeno", tím větší je pravděpodobnost, že žena dá za devět měsíců život zdravému dítěti.
