Essa é uma técnica de alta complexidade onde o encontro dos gametas ocorre no laboratório, ou seja, fora do corpo da mulher e os embriões obtidos são posteriormente transferidos para dentro do útero. 

O procedimento acontece em 5 etapas:

1) Estimulação ovariana controlada com uso de gonadotrofinas, que são hormônios injetáveis. O objetivo é promover o crescimento de vários folículos simultaneamente, para que seja possível a obtenção de um bom número de óvulos. Durante essa fase, exames ultrassonográficos frequentes são necessários para monitorar o crescimento dos folículos.

2) Aspiração dos folículos, através de agulha que é acoplada à sonda de ultrassom transvaginal, para recuperação de óvulos. O procedimento é realizado sob sedação. Apenas os óvulos maduros poderão ser utilizados.

3) Coleta do sêmen pelo paciente, através de masturbação, para recuperação dos espermatozoides. Quando existe ausência de espermatozoides no material ejaculado, é necessário um pequeno procedimento cirúrgico para recuperação dos gametas diretamente do epidídimo ou testículo. 

4) Utilização de lentes de engrandecimento para seleção de espermatozoides, com base na morfologia e motilidade. Cada espermatozóide é então injetado dentro de cada óvulo, pela técnica denominada ICSI (intracytoplasmic sperm injection).   Após 24 horas do procedimento, é possível avaliar a taxa de fertilização;

5) A evolução dos embriões é acompanhada até o 5º dia de desenvolvimento, e, nesta fase, são chamados blastocistos. Os embriões formados são então transferidos para dentro do útero da paciente, respeitando o número máximo permitido, com base na idade da mulher: até 35 anos, podem ser transferidos até 2 embriões; entre 36 e 39 anos, máximo de 3 embriões e após os 40 anos, até 4 embriões. 

A transferência embrionária intra uterina poderá ocorrer posteriormente, caso o casal deseje realizar estudo genético pré-implantacional. Essa etapa também poderá ser adiada caso a resposta ovariana tenha sido excessiva ou se o endométrio não tiver apresentado um desenvolvimento adequado. Nessas situações, os embriões são congelados para serem transferidos no momento oportuno.

Indicações:

• Obstrução das trompas;
• Espermograma muito alterado;
• Endometriose moderada a grave;
• Mulheres com idade reprodutiva avançada;
• Mulheres com baixa reserva ovariana;
• Falha nos tratamentos de baixa complexidade;
• Abortamento de repetição;
• Necessidade de realização de estudo genético pré-implantacional. 
• Situações em que o tratamento deve ser suspenso:
• Ausência de resposta ovariana ao estímulo hormonal;
• Resposta excessiva ao estímulo hormonal, com risco de hiper estimulação ovariana em mulheres que não concordam com o congelamento embrionário.