Les étapes de la fécondation in vitro sont les suivantes: la femme reçoit des injections d'hormones qui stimulent la production de plusieurs follicules ovariens. On surveille la croissance des follicules ovariens par des échographies et des dosages d'hormones. Lorsque plusieurs follicules atteignent une taille adéquate, l'ovulation est déclenchée par une injection. 35 à 37 heures plus tard, les follicules sont ponctionnés lors d'une opération pour obtenir les ovules.

La fécondation entre les ovules et les spermatozoïdes aura lieu en laboratoire, soit par une technique de fécondation in vitro classique (les ovules et les spermatozoïdes sont mis ensemble) ou par injection intra-cytoplasmique du spermatozoïde (ICSI) (le spermatozoïde est alors injecté par le biologiste dans l'ovule).

Après la fécondation, on obtient tout d'abord des zygotes (embryon à une seule cellule), puis des embryons en division. En Suisse, un ou plusieurs embryons (maximum 3) sont développés en laboratoire pendant deux à cinq jours puis replacés dans l'utérus de la femme lors d'une procédure appelée transfert d'embryons. Les zygotes qui ne sont pas développés peuvent être congelés et transférés ultérieurement si la femme n'est pas enceinte lors du premier transfert d'embryons.