Όπως το λέει και η λέξη, εξωσωματική γονιμοποίηση σημαίνει γονιμοποίηση εκτός σώματος, «γονιμοποίηση στο εργαστήριο».
Τα ωάρια αφαιρούνται από τις ωοθήκες, με μία διαδικασία που καλείται ωοληψία και γονιμοποιούνται από τα σπερματοζωάρια στο εργαστήριο σε ένα ειδικό «πιατάκι» – τρυβλίο. Έτσι, προκύπτουν γονιμοποιημένα ωάρια (ζυγώτες), τα οποία τοποθετούνται σε επωαστικούς κλιβάνους με ειδικές συνθήκες καλλιέργειας. Στη συνέχεια εξελίσσονται σε έμβρυα. Έπειτα από 2-6 ημέρες επιλέγονται τα καλύτερα, δηλαδή αυτά τα οποία έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες να εμφυτευτούν, και τα τοποθετούμε στη μήτρα της γυναίκας, με μία διαδικασία που ονομάζεται εμβρυομεταφορά. Όσα έμβρυα περισσέψουν καταψύχονται για μελλοντική χρήση.