女性は約一ヶ月、性腺刺激ホルモン放出ホルモンアナログ(スプレキュア点鼻薬等）を服用し、性腺刺激ホルモンを放出する下垂体の作用を麻痺させる（正確にはダウンレギュレーションと呼ばれる）ことで排卵を防ぎ、卵包を成長させる。続いて閉経ゴナドトロピン(hMG)の注射を７ー９日連続で行い、超音波で卵包が十分な大きさに成長したのを確認した後、最後にヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を注射し、排卵を誘発する。（通常の排卵は月経周期につき一個であるが、ホルモンの投与によって複数個の排卵が誘発される。排卵数は個人差が大きい。）

排卵誘発後３５時間に静脈麻酔をかけ、超音波で確認しながら腹式または膣式に細い針を卵巣に刺し、複数の卵子（通常２〜10個程度）を採取する。

採卵日に精子も採取する。

採卵から1 - 3時間後にシャーレの中で調整済みの精子を振りかけて受精を行い、数日間培養を続ける。

受精した卵は分割をし、翌日には受精卵として確認できる。体外受精が成功するかどうかの1つの鍵は、どれだけ質の良い受精卵が得られるかということで、色がきれいで、透明感があり、形が良く、はりがあって、傷がない受精卵が着床率が良い。

４細胞期の受精卵の内、発生が順調で形態の良い受精卵だけが膣から子宮内へ注入される。麻酔は行わない。母子ともにリスクの大きい多胎妊娠を防ぐため、原則として子宮に戻される受精卵は１個とされている。