• المرحلة 1: تحفيز المبيضين عادة، تنمو بويضة واحدة شهريًا لدى النساء، ثم تنضج وتتشقق. إذا تم أخذ بويضة واحدة في إجراءات التلقيح الصناعي، فقد لا يتم تخصيب البويضة أو قد لا ينمو الجنين بشكل سليم بعد الإخصاب. لهذا السبب، يُحاول الحصول على عدد كبير من البويضات باستخدام أدوية تحفيز المبيض في عملية الإخصاب في المختبر. يبدأ العلاج حسب نتائج أشعة الموجات فوق الصوتية المهبلية التي يتم إجراؤها في اليوم الثاني من الحيض ونتائج الهرمونات المأخوذة من الدم. عند بدء العلاج، يتم تحديد جرعات الدواء وفقًا لمؤشر كتلة جسم الشخص (كجم / م 2)، واحتياطي المبيض، ووفق إذا ما تم إجراء التلقيح الاصطناعي من قبل، وجرعات الدواء المستخدمة في العلاجات السابقة وعدد البويضات التي تم جمعها. يتم تحديد جرعات الأدوية وبروتوكولات العلاج بشكل خاص لكل مريض ويتم تطبيق بروتوكولات العلاج الفردية.
• المرحلة 2: جمع البويضات من المبيض يتم إعطاء مهدئ أو مخدر خفيف للأم الحامل لتجنب الألم أو أي إزعاج آخر أثناء استرجاع البويضة. باستخدام مسبار فوق صوتي مهبلي متصل بإبرة مجوفة رفيعة، يقوم الطبيب بسحب البويضات من مبيض المرأة.  تستغرق هذه العملية حوالي 12-30 دقيقة. يتم إرسال هذه العينات إلى المختبر دون إضاعة الوقت.  إذا كان لا يمكن الوصول إلى المبايض عن طريق الموجات فوق الصوتية عبر المهبل ، فيمكن استخدام الموجات فوق الصوتية للبطن لتوجيه الإبرة. يتم إزالة البويضات من البصيلات بإبرة متصلة بجهاز شفط.  قد تعاني الأمهات الحوامل من التشنج والشعور بالشبع أو الضغط بعد استخراج البويضات.
• المرحلة 3: أخذ الحيونات المنوية يقو الأب المستقبلي بإعطاء عيّنة من المني عن طريق الاستمناء. يتم إرسال الحيوانات المنوية على الفور إلى المختبر. يمكن أخذ الحيوانات المنوية من الخصيتين بالجراحة لدى الرجال الذين لا يحتوي سائلهم المنوي على حيوانات منوية.
• المرحلة 4: الإخصاب في علاج التلقيح الاصطناعي التقليدي (IVF) ، يتم خلط الحيوانات المنوية والبويضات في طبق بتري ثم يتم جمعهما معًا في وسط مزرعة في المختبر ومن المتوقع أن يتم إخصابهما. خلال هذه الفترة.  في الحالات التي يتم فيها استخدام تقنية الحقن المجهري (ICSI) ، يتم حقن الحيوانات المنوية في البويضة.  في كلتا الطريقتين، في النهاية يتم تكوين الجنين عن طريق إخصاب البويضة.
• المرحلة 5: نقل الأجنة في مرحلة نقل الأجنة، وهي المرحلة الأخيرة من علاج طفل الأنبوب، يتم نقل الجنين الذي تم الحصول عليه مسبقًا إلى رحم الأم الحامل. في عملية النقل المصحوبة بالموجات فوق الصوتية دون الحاجة إلى التخدير، يتم وضع الجنين في الرحم بمساعدة قسطرة.

• تلف أو انسداد قناة فالوب: : يؤدي تلف أو انسداد قناة فالوب إلى صعوبة تخصيب البويضة أو وصول الجنين إلى الرحم.
• ربط قناة فالوب سابقاُ أو إزالته: إذا كان كنتن قد خضعتن لعملية ربط البوق (نوع من طرق التعقيم حيث يتم قطع أو ربط قناة فالوب لمنع الحمل بشكل دائم) وترغبن في الحمل، فقد يكون الإخصاب في المختبر بديلاً لعكس هذه الحالة.
• اضطرابات الإباضة: يشكل انقطاع الإباضة و انخفاض احتياطي المبيض 5-25٪ من أسباب العقم. يمكن تحديد ما إذا كان هناك إباضة لدى المرأة عن طريق التصوير بالموجات فوق الصوتية (USG) ومن خلال مراقبة الإباضة أو عن طريق فحص مستويات هرمون البروجسترون في المصل (19 و 21 و 23 يومًا من الحيض). تشير تحاليل البروجسترون المتكررة التي تقل عن 3 مغ / مل أو الحجم الصغير للبويضة في التصوير بالموجات فوق الصوتية إلى عدم وجود الإباضة.
• العقم غير المبرر: يعني العقم غير المبرر عدم وجود سبب للعقم على الرغم من التقييم للأسباب الشائعة.
• بطانة الرحم المهاجرة :تحدث بطانة الرحم المهاجرة أو الانتباذ البطاني الرحمي عندما تنمو أنسجة الرحم خارج الرحم – وغالبًا ما تؤثر على وظيفة المبيض والرحم وقناتي فالوب.
• الأورام الليفية الرحمية: الأورام الليفية هي أورام حميدة في بطانة الرحم وهي شائعة عند النساء في الثلاثينيات والأربعينيات من العمر.  يمكن أن تتداخل الأورام الليفية مع انغراس البويضة المخصبة.
• ضعف إنتاج أو وظيفة الحيوانات المنوية: نسبة تركيز الحيوانات المنوية تحت المتوسط، ضعف حركة الحيوانات المنوية (ضعف الحركة)، عدم القدرة على اختراق مخاط عنق الرحم، عدم القدرة على البقاء على قيد الحيا ، أو تشوهات في حجم الحيوانات المنوية وشكلها.
• اضطراب وراثي: إذا كان هناك إشتباه في أن الأمهات الحوامل أوالآباء سينقلون الاضطراب الوراثي إلى أطفالهم، فبإمكانهم التقدم للتشخيص الجيني السابق للانغراس.  بعد جمع البويضات وتخصيبها، يتم فحصها بحثًا عن أي اضطرابات وراثية؛ ومع ذلك، من غير الممكن العثور على جميع المشاكل الوراثية. يمكن نقل الأجنة التي لا تحتوي على عيوب وراثية محددة إلى الرحم. التشخيص الوراثي قبل الزرع (PGD) هو طريقة تشخيصية موصى بها للأزواج الأكثر عرضة لخطر انتقال مرض وراثي خطير إلى أطفالهم. يمكن تشخيص المرض والقضاء عليه لدى الأزواج المصابين ببعض الأمراض الوراثية مثل التليف الكيسي وفقر دم حوض البحر الأبيض المتوسط دون الحاجة إلى إنهاء الحمل، وذلك بفضل التشخيص الجيني قبل الانغراس. التشخيص الجيني قبل الانغراس مهم ليس فقط للأزواج الذين يعانون من مخاطر الأمراض الوراثية، ولكن أيضا لأولئك الذين يعانون من اضطرابات الكروموسومات الهيكلية (مثل الإنتقال الصبغي، الانعكاس صبغي ، إلخ.) كما أنه يوفر طريقة بديلة للأزواج الذين لا يستطيعون الحصول على حمل صحي بسبب الإجهاض المتكرر الناجم عن ذلك.
• الحفاظ على الخصوبة ضد السرطان أو الحالات الصحية الأخرى: إذا كان المريض على وشك الخضوع إلى علاجات السرطان مثل العلاج الإشعاعي أو العلاج الكيميائي، مما قد يضر بالخصوبة، فقد تكون طريقة الاخصاب في المختبر للحفاظ على الخصوبة خيارا جيدا في هذه الحالة. لأنه إلى جانب الاخصاب في المختبر يمكن للنساء الخضوع لعملية جمع البويضات من المبيضين وتجميدها في حالة غير مخصبة لاستخدامها لاحقًا. والخيار الاَخر يتمثل في تلقيح البويضات وتجميدها كأجنة لاستخدامها في المستقبل.

عوامل مثل عمر الأم وجودة البويضة المخصبة لها أهمية كبيرة في نجاح الاخصاب في المختبر. لذلك، تختلف فرص النجاح أيضا اعتمادا على هذه العوامل. لدى النساء دون سن 30، يكون معدل نجاح التلقيح الاصطناعي بين 55 و 60 بالمائة، بينما لدى النساء اللواتي تبلغ أعمارهن فوق سن 40، ينخفض هذا المعدل إلى 15-20 بالمائة.