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"试管婴儿"字面意思上理解是在试管里培育婴儿，但这只是一个俗称，它的学称为体外受精-胚胎移植，即从不孕女性体内取出卵细胞，与精子在体外受精后培养至早期胚胎，然后再移植回女性子宫，使胚胎继续着床发育、生长成胎儿的过程。
1978年世界上首例"试管婴儿"诞生，为不孕不育症患者的临床治疗带来了革命性的突破。经过几十年的发展，试管婴儿治疗更加的合理化、个体化。
常规的试管婴儿治疗主要步骤包括：控制性超促排卵、穿刺取卵、精子处理、体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植等。
控制性超促排卵是指用药物在可控制的范围内诱发多卵泡的同时发育和成熟，以获得更多的高质量卵子，从而获得更多可供移植的胚胎，提高妊娠率。有些人可能在这里会误会药物可以使卵子生长出来，其实不然，女性卵巢内的卵子数目在出生时就决定了。随着年龄增长，卵子只会减少，不会再生。超促排卵技术应用也是个体化的，主要考虑因素是卵巢功能、年龄等。卵巢储备功能不好的女性每次诱发成熟的卵泡较少，在取卵过程中也经常见到"空卵泡"的现象，常常多次促排卵、取卵，以积攒胚胎等待移植。
穿刺取卵通常是在超声引导下经阴道针刺卵泡负压吸引卵泡液获取卵母细胞。
卵母细胞与优化处理的精子混合受精，体外培养受精卵。对于体外受精失败或者严重少、弱、畸精子症、梗阻性无精子症等的患者，可以采用卵细胞质内单精子注射，在体外直接将精子注入卵母细胞质内使其受精。这种方法即"第二代试管婴儿"，可以提高受精率，费用自然也就升高了。但二代试管婴儿治疗也是有适应症的，不能单纯为了提高受精率就要求进行二代试管婴儿治疗。
体外培养受精卵至早期胚胎后移植入母体宫腔。如果母体条件不适合移植，例如子宫内膜薄不易着床，可以将胚胎冷冻保存，适时解冻胚胎再移植。
体外受精-胚胎移植现在有很多衍生技术，包括植入前胚胎遗传学诊断、配子输卵管内移植、未成熟卵子体外培养等。植入前胚胎遗传学诊断即"第三代试管婴儿"，主要针对夫妻染色体异常的患者，在胚胎植入前取胚胎细胞进行遗传性状检测，可以判断性别。但如果出于筛选胎儿性别的目的进行三代试管婴儿治疗，在国内是绝对不允许的。