Para a execução desta técnica exige-se uma prévia estimulação uvária (ovariana) através de medicamentos adequados (gonadotrofina) e acompanhamento médico regular (exames de ultra-som transvaginal e dosagens hormonais seriados), de forma a controlar os efeitos dessa estimulação e definir o melhor dia para a coleta dos ovócitos. Cerca de 30 - 36 horas antes dessa coleta (ou captação) é administrada uma injeção de gonadotrofina coriónica (um tipo de hormônio produzido pela placenta) que provoca a maturação oocitária, vindo a permitir a sua captação por aspiração através de uma agulha especial. Essa captação é realizada com a ajuda do ultra-som transvaginal, que auxilia o médico a guiar a agulha em direção aos folículos ovarianos (pequenas bolhas de líquido situadas dentro de cada ovário e que contêm os oócitos) durante o procedimento. Os oócitos assim obtidos são encaminhados ao laboratório de embriologia, anexo à sala de coleta, onde serão classificados e ambientados em um meio de cultura especial, sob condições de temperatura e pressão constantes (estufas especiais). Depois de 2 a 4 horas de ambientação numa estufa especial, os oócitos estarão prontos para a fertilização.
Quanto aos espermatozóides, estes são obtidos após uma coleta de por masturbação assistida, sendo normalmente sujeitos a um tratamento prévio, em meio de cultura especial, para que sejam escolhidos os melhores em termos de mobilidade e forma. Destes são selecionadas cerca de 50 a 100 mil, com mobilidade progressiva rápida, para serem colocados ao redor de cada oocisto. Quando há problemas graves com a quantidade ou qualidade dos espermatozóides, e o número é insuficiente para a fertilização in vitro convenceu, considera-se a alternativa da realização de uma microinjecção intracitoplasmática de espermatozóides.
Com a chegada da revolucionaria fertilização in vitro dos anos 80, a inseminação artificial foi abandonada e considerada ultrapassada, sendo retomada apenas recentemente.
