За да се разбере същността на ин витро оплождането, е необходимо първо да се изясни процеса на оплождане в естествени условия. Всеки месец по време на овулация от яйчника се освобождава яйцеклетка, която се придвижва до фалопиевите тръби. Там е мястото, където се осъществява срещата и със сперматозоидите и протича процесът на оплождане. Оплодената яйцеклетка започва да се дели и се превръща в ембрион, който се придвижва до матката, закрепва се за маточната стена и там започва развитието му. При конвенционалното ин витро (IVF), за да се осъществи оплождане, яйцеклетките се аспирират от фоликулите преди настъпване на овулация и се поставят заедно със сперматозоидите в специална хранителна среда в лабораторни условия, а при ICSI процедурата оплождането се извършва от ембриолог със селектиран от него сперматозоид. Оплодените яйцеклетки и развиващите се от тях ембриони се отглеждат в специални ин витро условия за период от 2 до 5/6 дни. Най-качествените ембриони се връщат в матката на жената през цервикалния канал със специален катетър за извършване на ембриотрансфер.