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"試管嬰兒"字面意思上理解是在試管裡培育嬰兒，但這只是一個俗稱，它的學稱為體外受精-胚胎移植，即從不孕女性體內取出卵細胞，與精子在體外受精後培養至早期胚胎，然後再移植回女性子宮，使胚胎繼續著床發育、生長成胎兒的過程。
1978年世界上首例"試管嬰兒"誕生，為不孕不育症患者的臨床治療帶來了革命性的突破。經過幾十年的發展，試管嬰兒治療更加的合理化、個體化。
常規的試管嬰兒治療主要步驟包括：控制性超促排卵、穿刺取卵、精子處理、體外受精、胚胎體外培養、胚胎移植等。
控制性超促排卵是指用藥物在可控制的範圍內誘發多卵泡的同時發育和成熟，以獲得更多的高質量卵子，從而獲得更多可供移植的胚胎，提高妊娠率。有些人可能在這裡會誤會藥物可以使卵子生長出來，其實不然，女性卵巢內的卵子數目在出生時就決定了。隨著年齡增長，卵子只會減少，不會再生。超促排卵技術應用也是個體化的，主要考慮因素是卵巢功能、年齡等。卵巢儲備功能不好的女性每次誘發成熟的卵泡較少，在取卵過程中也經常見到"空卵泡"的現象，常常多次促排卵、取卵，以積攢胚胎等待移植。
穿刺取卵通常是在超聲引導下經陰道針刺卵泡負壓吸引卵泡液獲取卵母細胞。
卵母細胞與優化處理的精子混合受精，體外培養受精卵。對於體外受精失敗或者嚴重少、弱、畸精子症、梗阻性無精子症等的患者，可以採用卵細胞質內單精子注射，在體外直接將精子注入卵母細胞質內使其受精。這種方法即"第二代試管嬰兒"，可以提高受精率，費用自然也就升高了。但二代試管嬰兒治療也是有適應症的，不能單純為了提高受精率就要求進行二代試管嬰兒治療。
體外培養受精卵至早期胚胎後移植入母體宮腔。如果母體條件不適合移植，例如子宮內膜薄不易著床，可以將胚胎冷凍保存，適時解凍胚胎再移植。
體外受精-胚胎移植現在有很多衍生技術，包括植入前胚胎遺傳學診斷、配子輸卵管內移植、未成熟卵子體外培養等。植入前胚胎遺傳學診斷即"第三代試管嬰兒"，主要針對夫妻染色體異常的患者，在胚胎植入前取胚胎細胞進行遺傳性狀檢測，可以判斷性別。但如果出於篩選胎兒性別的目的進行三代試管嬰兒治療，在國內是絕對不允許的。
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