체외수정은 난소로부터 난자가 배란되기 전에 몸 밖으로 채취하여 시험관에서 정자와 수정을 시키고, 수정된 배아를 다시 자궁경부를 통하여 자궁 내로 이식하는 시술입니다. 체외수정이 성공적으로 잘 진행되기 위해서는 건강한 난자와 수정이 가능한 정자, 임신을 유지할 수 있는 자궁이 필요합니다. 수정란을 배양하여 상실기 내지 배반포까지 발육시켜 모친 또는 가친의 자궁에 이식하면 이른바 시험관 아기가 생깁니다. 시험관 아기는 여러 방법으로 임신에 실패한 부부들에게서 사용되며, 매우 적은 수의 정자만으로도 수정이 가능하기 때문에 정자의 수가 적은 경우에 특별히 도움이 됩니다. 그러나 정자에 이상이 있다면 여전히 수정은 일어나지 않을 수 있습니다. 이와 같은 경우에는 미세수정의 방법으로 수정을 시도해 볼 수 있습니다. 기관마다 성공률은 모두 다르며, 임신 성공률은 여성의 연령이나 호르몬의 상태, 그리고 자궁의 환경, 남성의 정자 질에 의해 영향을 받습니다.

원인이 밝혀지지 않은 불임증, 여성의 자궁관에 나타난 문제로 불임이 발생하거나 남성의 정자에 이상이 있어 수정이 어려울 경우 시술을 시행합니다. 체외수정은 임신을 위한 다른 대안들이 모두 실패할 경우에 시술을 시도합니다.

불임의 원인을 조사하기 위한 기초검사(초음파, 정액검사, 호르몬 검사 클라미디아 검사, 갑상선 검사 등) 및 문진 등을 실시합니다. 

기초 검사 결과 후에 불임의 원인을 규명하기 위한 정밀 검사(자궁경, 호르몬 부하검사, 복강경 항정자 항체 검사 등)를 실시합니다. 

치료 방침을 결정하기 위해 난소 예비력 검사(초음파, AMH 등 형액검사) 및 배란 시기를 알기 위해 초음파 검사 혈액 검사 자궁  경부 점액 검사 등을 실시합니다.

1. 여성은 난소가 여러 개의 난자를 생산하도록 자극하는 배란유도제를 주사합니다.
2. 초음파로 확인 후 난포가 적절한 크기로 자라면 난자를 흡인하여 몸 밖으로 꺼냅니다. 
3. 배양액 내에서 난자를 성숙시킵니다.
4. 채취된 남성의 정자와 성숙한 난자를 배양 접시 안에서 수정시킵니다.
4. 수정된 배아를 성장 배양기로 옮기고 착상이 가능한 시점까지 성장시킵니다.
5. 가느다란 플라스틱 카테터를 이용하여 성장한 배아를 여성의 자궁에 이식합니다.

자궁 내로 이식하는 배아의 수는 여성의 나이, 배아의 질에 따라서 달라집니다.

배아 이식 후 10일경에 임신 여부를 확인하며, 이식 후 추가적으로 황체호르몬을 투여하여 착상을 도울 수 있습니다.

배란유도제를 복용하는 동안 여성의 난자 배란이 자극되어 난소 과자극 증후군이 발생하면 폐나 복강에 물이 차거나 혈액 응고가 과도하게 진행될 수 있습니다. 이로 인해 생명이 위협받을 수 있으므로 적절한 치료를 시행하게 됩니다.

난소를 흡입하는 과정에서 출혈, 감염, 신경의 손상이 발생할 수 있습니다.

여러 개의 배아를 자궁에 이식할 경우 다태임신이 나타날 수 있으며, 하나의 배아가 착상하였더라도 배아의 분할 과정에서 일란성 쌍둥이가 나타날 수 있습니다. 이로 인해 분만 전 유산, 조산, 미숙아 출산, 신생아 유병률 증가 등의 가능성이 증가합니다.

난임부부들이 시도할 수 있는 임신을 위한 보조생식술(Assisted reproductive cechnology)은 다양합니다. 정자를 특수처리하여 자궁강 내로 넣어주는 인공수정, 난자와 정자를 채취하여 체외에서 수정·발달시킨 배아를 자궁 내로 이식하는 체외수정, 미세 조작을 통해 난자 세포질 내 정자 주입술, 조기 난소 부전증 환자에서의 배아 및 생식세포 동결보존, 착상 전 유전 진단 등 다양한 방법들이 발달하여 불임 치료의 방법으로 이용됩니다.

인공수정
인공수정에는 어느 위치에 정자를 주입하느냐에 따라 자궁강내 인공수정, 난관내 인공수정으로 나뉩니다. 여기서 말하는 인공수정은 남편의 정액에서 불순물, 백혈구, 죽은 정자 등을 제거하여 정자의 활동성을 강화시킨 후, 처리된 정자를 여성의 자궁 및 난관으로 직접 주입하는 방법입니다. 체외수정시술보다 간단한 편이나, 난관의 기능이 정상일 경우 시술이 가능합니다. 
인공수정이나 체외수정의 경우 모두 임신이 되면 정상 산모와 동일한 형태로 임신을 유지하고 출산을 합니다.