试管婴儿一般先给女方超促排卵，待卵子成熟后取卵，将取出的卵子在体外与男方的精子结合形成受精卵，在体外继续培养受精卵至多细胞囊胚，之后将多细胞囊胚移入女方子宫内着床，发育成胚胎，这是试管婴儿的主要操作步骤。
试管婴儿可以治疗多囊卵巢等排卵障碍性疾病，更常用于输卵管阻塞等不孕原因。目前也有三代试管婴儿，主要指胚胎移植前可以做单细胞的染色体鉴定，以除外染色体异常的情况。