受精卵在人工孵育的条件下经过体外培养2～3d发育成卵裂期胚胎或囊胚后，再移入患者子宫腔内，使胚胎着床获得妊娠。IVF助孕治疗涉及激素的使用、配子的显微操作、胚胎体外培养和胚胎冻融等技术。近年比较一致的研究结论是ART助孕妊娠的早产率较自然妊娠显著增加。但是大多数学者认为，IVF增加围产期及新生儿不良结局的主要原因是IVF增加了多胎妊娠的发生率，对单胎出生的子代尚缺乏有力的证据。Ballesta-Castillejos等的研究也显示，除双胎妊娠和早产外，未发现IVF单胎足月新生儿的出生缺陷增加。

但是在基因表观遗传学研究方面，Chen等证实ART降低了双胎中DNA甲基组的相似性，ART本身会通过消除亲本印迹在局部引入保守变化；并且由不同ART程序引起如DNA甲基化、组蛋白乙酰化等改变，在与神经系统、心血管系统和糖脂代谢等相关的过程中高度富集，这与先前流行病学研究中的发现一致，IVF可能增加子代儿童/青少年时期心血管疾病的患病率：Guo等调查了2112名IVF受孕的子代和4096名自然受孕的子代，从儿童期到成年早期，IVF子代的心血管疾病的患病率显著高于自然受孕子代，IVF子代心脏舒张功能不佳，血管壁厚度较高。与自然受孕子代相比，IVF子代的体质量指数、高密度脂蛋白胆固醇水平和空腹胰岛素水平更高，通过IVF/ICSI受孕的子代在儿童期的葡萄糖和心血管代谢状况较差。

ICSI是借助显微操作系统将单一精子注射入卵母细胞内使其受精的技术。严重少、弱、畸形精子症的患者由于精子数量少、活力差、正常形态率低，或精子的顶体酶缺乏等原因，精子不能穿过卵母细胞透明带达到精卵融合，可以借助ICSI提高受精成功率。ICSI是对严重的男性精子异常或不明原因受精障碍所致的不孕不育患者非常有效的治疗方法。