Una vez disponemos de los ovocitos tras la realización de la punción folicular y de los espermatozoides, que normalmente se obtienen tras la recogida de una muestra de semen por parte de la pareja masculina (en casos de azoospemia secretora serán recuperados mediante la realización de una biopsia de testículo), se procederá a la inseminación de los óvulos.
Este proceso puede realizarse de dos modos: la FIV convencional consiste en colocar en la placa de cultivo un ovocito rodeado de espermatozoides y la ICSI en introducir un espermatozoide vivo seleccionado dentro del ovocito mediante punción del mismo con la ayuda de una pipeta. Al día siguiente se comprueba si la fecundación se ha producido correctamente y ha dado lugar a la formación de un cigoto.