A megtermékenyítés kétféle módon történhet:
- megfelelő számú és mozgású spermium esetén speciális tápoldatban egymás közelébe helyezzük a női és hímivarsejteket, ez az úgynevezett konvencionális megtermékenyítés
- kevés számú, vagy nem megfelelő mozgású spermium esetén az ún. mikromanipulátor segítségével egyetlen spermiumot juttatunk a petesejtbe. Ebben az esetben a spermiumot először mozgásképtelenné tesszük, majd egy vékony üvegpipetta segítségével a megtisztított petesejtbe injektáljuk. Ezt a folyamatot nevezzük ICSI-nek, ami az IntraCitoplazmatikus Spermium Injektálás rövidítése.
A megtermékenyülés függ a spermiumok és a petesejtek minőségétől, érettségi állapotától. A megtermékenyülés aránya érett petesejtek esetén kb. 75-85%.