在自然周期中，女性每个月通常只会排出一个成熟的卵子。为了提高试管婴儿的成功率，医生会使用促排卵药物来刺激卵巢，使多个卵泡并行地发育成熟。这一过程需要密切监测，以确定较好的取卵时间。
当卵泡发育到一定大小时，医生会在超声波引导下，通过阴道穿刺卵泡，用细针吸取卵子。这是一个小手术，通常在麻醉下进行，以减少患者的不适感。并行的，男性伴侣或特需的精子样本会被收集，并在实验室中进行处理，去除精液中的杂质，选择活力强、形态正常的精子用于后续的受精过程。取卵后，卵子和精子被放置在特殊的培养皿中，在实验室条件下模拟人体内的环境，让它们自然结合完成受精过程。对于某些情况，如精子质量较差时，可能采用单精子注射技术，直接将单一精子注入卵细胞内，以提高受精成功率。
受精后的卵子会继续在实验室环境中培养，形成早期胚胎。根据不同的实验室条件和个人情况，胚胎可以在体外培养2至6天，直到达到特定的发展阶段，如囊胚期。医生会选择最优质的胚胎，通过宫颈管将其植入女性子宫内。这个过程简单快速，一般不需要麻醉。移植后，患者需要休息一段时间，并按照医嘱服用黄体酮等药物，以支持胚胎着床。胚胎移植后大约两周左右，可以通过血液检测HCG水平来判断是否成功怀孕。如果确认怀孕，下一步将进入常规孕期管理阶段。