Κατά την μικρογονιμοποίηση εισάγεται ένα σπερματοζωάριο σε κάθε ώριμο ωάριο. Η μέθοδος αυτή θεωρείται μικροεπεμβατική και αντιμετωπίζει προβλήματα ολιγοασθενοζωοσπερμίας, αζωοσπερμίας με χρήση βιοψίας ορχικού ιστού (TESE), καθώς και αποτυχημένες προηγμένες προσπάθειες με κλασσική γονιμοποίηση.

Τα γονιμοποιημένα ωάρια καλλιεργούνται σε εξειδικευμένα θρεπτικά υλικά σε μία προσπάθεια μίμησης των συνθηκών που υπάρχουν στο γυναικείο αναπαραγωγικό σύστημα. Τα έμβρυα αναπτύσσονται με συνεχείς μιτωτικές διαιρέσεις από 2-4 κύτταρα (ημέρα 2η ) μέχρι και 200 περίπου κύτταρα (ημέρα 5η) στο στάδιο της βλαστοκύστης. Η καλλιέργεια μέχρι το στάδιο της βλαστοκύσης είναι μια εναλλακτική στρατηγική και γίνεται με στόχο την καλύτερη επιλογή εμβρύων για εμβρυομεταφορά και την μείωση των πολύδυμων κυήσεων. Ωστόσο δεν εφαρμόζεται σε όλα τα ζευγάρια και απαιτεί κάποιες προϋποθέσεις.

Είναι μία απλή και ανώδυνη διαδικασία κατά την οποία με την βοήθεια ενός μαλακού καθετήρα και κάτω από διακοιλιακή υπερηχογραφική παρακολούθηση γίνεται εναπόθεση των εμβρύων στη κοιλότητα της μήτρας δια μέσου του τραχήλου. Μετά από δύο εβδομάδες μπορεί να γίνει τεστ εγκυμοσύνης.

Η τεχνική κρυοσυντήρησης εφαρμόζεται όταν μετά από εμβρυομεταφορά υπάρχουν περισσευούμενα έμβρυα καλής ποιότητας. Επίσης εφαρμόζεται σε περιπτώσεις υπερδιέγερσης ωοθηκών (hyperstimulation) καθώς και σε πρόωρη ωχρινοποίηση ωοθυλακίων. Τα έμβρυα συντηρούνται σε υγρό άζωτο κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες για αρκετά χρόνια. ‘Ετσι το ζευγάρι μπορεί να χρησιμοποιήσει αργότερα τα κατεψυγμένα έμβρυα σε τεχνητό ή φυσικό κύκλο.

Τα κατεψυγμένα έμβρυα επανέρχονται σταδικά σε θερμοκρασία δωματίου. Λόγω των στρεσσογόνων συνθηκών υπάρχει πιθανότητα ένα μικρό ποσοστό των εμβρύων ή μερικά μόνο κύτταρα αυτών να καταστραφούν. Στη περίπτωση αυτή μόνο τα βιώσιμα έμβρυα θα χρησιμοποιηθούν για εμβρυομεταφορά.

Κατά την τεχνική αυτή γίνεται λέπτυνση της εξωτερικής πρωτεϊνικής διάφανης ζώνης (zona pellucida) που περιβάλει το έμβρυο σε μια προσπάθεια να βοηθηθεί η εμφύτευση του εμβρύου στη μήτρα.

Η βιοψία γίνεται σε περιπτώσεις όπου το έμβρυο χρειάζεται να ελεγχθεί για κάποια κληρονομική γενετική νόσο (π.χ. μεσογειακή αναιμία, κυστική ίνωση). Κατά την διαδικασία αυτή χρησιμοποιούνται έμβρυα που έχουν περισσότερα από έξι κύτταρα. Η τεχνική είναι εξειδικευμένη και απαιτεί την απομάκρυνση με αναρρόφηση ενός ή δύο κυττάρων από κάθε έμβρυο. Τα κύτταρα στέλνονται σε εργαστήρια γενετικής για χρωμοσωμική ανάλυση και την γενετική διάγνωση του κάθε εμβρύου. Για εμβρυομεταφορά επιλέγονται μόνο τα μη πάσχοντα έμβρυα.

Η εναλλακτική αυτή μέθοδος κρυοσυντήρησης επιτυγχάνει βελτιωμένα αποτελέσματα στην απόψυξη ωαρίων. Έτσι πολλές γυναίκες (π.χ. με πρόωρη ωοθηκική ανεπάρκεια, χωρίς σύντροφο) μπορούν να καταψύξουν τα ωάριά τους και να τα χρησιμοποιήσουν μελλοντικά.

Σε ένα αποστειρωμένο ουροσυλλέκτη δίνεται δείγμα σπέρματος για εξέταση στο εργαστήριο. Το δείγμα εξετάζεται μακροσκοπικά καθώς και μικροσκοπικά για παράγοντες όπως τον όγκο, την γλοιότητα, την συγκέντρωση σπερματοζωαρίων, την κινητικότητα, την απώλεια κινητικότητας με το χρόνο, την μορφολογία και παρουσία άλλων κυττάρων. Το σπερμοδιάγραμμα δεν αποτελεί απόλυτο κριτήριο της γονιμότητας ενός άντρα, απλώς δίνει μια εικόνα της ποιότητας του σπέρματος.

Με χρήση ειδικών υγρών και σε συνδυασμό με φυγοκέντρηση απομακρύνονται από το δείγμα σπέρματος τα ακίνητα και ανώμαλα σπερματοζωάρια καθώς και λοιπά κύτταρα. Με τον τρόπο αυτό συγκεντρώνονται τα καλύτερα σπερματοζωάρια σε κινητικότητα και μορφολογία για εξωσωματική γονιμοποίηση ή ενδομήτρια σπερματέγχυση.

Η κατάψυξη δειγμάτων σπέρματος εφαρμόζεται σε περιπτώσεις όπως βαριά ολιγοασθενοσπερμία, απουσία του συζύγου κατά την ωοληψία, καθώς και πριν από χημειοθεραπεία. Τα δείγματα συντηρούνται στη βαθειά ψύξη για πολλά χρόνια μέχρι να γίνει χρήση τους για εξωσωματική γονιμοποίηση.

Βασική προϋπόθεση για ενδομήτρια σπερματέγχυση IUI είναι το δέιγμα σπέρματος να έχει καλό αριθμό και κινητικότητα όπως ορίζει ο παγκόσμιος οργανισμός υγείας (WHO), καθώς και οι σάλπιγγες της γυναίκας να είναι διαβατές. Γίνεται επεξεργασία σπέρματος έτσι ώστε να συλλεχθούν τα καλύτερα σπερματοζωάρια. Το δείγμα φορτώνεται σε μαλακό καθετήρα και απελευθερώνεται στη μήτρα της γυναίκας. Είναι απλή διαδικασία και το ζευγάρι μπορεί να επιστρέψει στις καθημερινές δραστηριότητές του. Η σπερματέγχυση μπορεί να γίνει ύστερα από ήπια διέγερση ωοθηκών ή σε φυσικό κύκλο.

Είναι μια επεμβατική τεχνική που εφαρμόζεται στους όρχεις όταν δεν υπάρχουν σπερματοζωάρια στο εκσπερματικό υγρό (αζωοσπερμία). Γίνεται μια μικρή τομή στους όρχεις από όπου αφαιρείται ένα κομμάτι ορχικού ιστού το οποίο επεξεργάζεται στο εργαστήριο με σκοπό την ανεύρεση σπερματοζωαρίων και την επίτευξη γονιμοποιήσης με μικρογονιμοποίηση.

Για την διαδικασία αυτή υπάρχει εθνική νομοθεσία η οποία και εφαρμόζεται. Το ζευγάρι ή η γυναίκα μπορεί να κάνει χρήση ωαρίων από νεαρή ανώνυμη δότρια όταν υπάρχει πρόβλημα ωοθηκικής ανεπάρκειας ή και πρόωρης εμμηνόπαυσης. Η δότρια υποβάλλεται σε διέγερση ωοθηκών. Τόσο η δότρια όσο και η λήπτρια υπογράφουν έγγραφες συγκαταθέσεις. Τα ποσοστά επιτυχίας με τη μέθοδο αυτή είναι ιδιαίτερα υψηλά.