Fertilisasi in vitro adalah salah satu cara paling populer untuk membantu wanita yang mengalami kesulitan hamil. Prosesnya meliputi mendorong perkembangan sel telur pada pasien melalui terapi hormonal, pengambilan sel telur untuk pembuahan eksternal, dan penanaman sel telur yang telah dibuahi di dalam rahim pasien. Lamanya proses in vitro bervariasi, tergantung pada kemampuan pasien untuk hamil. Setelah kira-kira 40 hari sampai dua bulan persiapan, satu siklus fertilisasi in vitro memakan waktu sekitar tiga sampai empat minggu. Beberapa pasien mungkin perlu menjalani beberapa siklus sebelum berhasil hamil, membuat proses in vitro berlangsung beberapa bulan.
Langkah pertama dari proses in vitro melibatkan membiarkan pasien menjalani satu siklus menstruasi tanpa gangguan untuk membantu ovarium dan rahim mempersiapkan prosedur. Ini bisa memakan waktu 20 hingga 36 hari, mengingat siklus normal. Selama waktu ini, pasien dapat menjalani tes medis dan psikologis untuk menentukan apakah fertilisasi in vitro merupakan pilihan yang layak atau tidak.
Setelah siklus awal, pasien kemudian harus menjalani terapi hormonal sepanjang siklus menstruasi lainnya. Tahap proses in vitro ini melibatkan obat-obatan yang meningkatkan produksi sel telur pada wanita. Tergantung pada obat yang digunakan dan kimia tubuh pasien itu sendiri, ini dapat menghasilkan satu sampai tujuh atau lebih sel telur yang sehat. Ini akan memakan waktu 20 hingga 36 hari lagi, dengan asumsi pasien memiliki siklus yang cukup teratur.
Dokter kemudian akan menguji darah pasien untuk menentukan apakah sel telur sudah siap atau belum. Jika hasilnya menguntungkan, telur dapat diambil dari indung telur pasien. Seluruh prosedur, dari persiapan hingga selesai, dapat memakan waktu beberapa jam. Telur yang baru diekstraksi kemudian akan diuji viabilitasnya, dengan spesimen terbaik yang akan digunakan untuk tahap selanjutnya dari proses in vitro—pembuahan. Pasien terkadang dapat memilih untuk membekukan spesimen layak lainnya untuk digunakan nanti.
Pemupukan telur yang diekstraksi dilakukan di laboratorium, dan dapat memakan waktu beberapa menit hingga sekitar satu jam. Jika inseminasi buatan berhasil, telur yang telah dibuahi akan disimpan di tempat penyimpanan yang aman selama sekitar tiga sampai empat minggu. Ini memastikan telur akan berkembang menjadi zigot yang layak dan cukup sehat untuk bertahan hidup dari implantasi selama bagian selanjutnya dari proses in vitro. Sekitar dua minggu setelah implantasi, pasien akan diperiksa untuk menentukan apakah kehamilannya berhasil. Jika suatu saat kehamilan gagal, pasien harus menjalani seluruh proses in vitro sekali lagi.