Ensimmäisen koeputkilapsen syntymän jälkeen vuonna 1978 on IVF-hoito tarjonnut ratkaisun yhä useammalle lapsettomuudesta kärsivälle parille. Tämä hoito on nykyään maailman eniten käytetty hedelmöityshoitomenetelmä. Hoito voidaan toteuttaa lähes kaikissa lapsettomuustilanteissa.

Koeputkihedelmöityshoidon toteutus perustuu kahteen oleelliseen seikkaan. Ensinnäkin gonadotropiinihoidolla pystytään stimuloimaan munasarjoja niin, että ne tuottavat hoitosyklissä useampia munasoluja kerrallaan. Tavoitteena on, että hedelmöitymisen ja solunjakautumisten jälkeen olisi käytettävissä useampia hyvänlaatuisia alkioita, joista yksi tai kaksi voidaan siirtää kohtuun, ja tämän lisäksi ainakin muutamia alkioita voitaisiin pakastaa mahdollista myöhempää käyttöä varten. Toiseksi GnRH-hormonin vastavaikuttajahormoneilla voidaan estää munasolujen ennenaikainen kypsyminen ja munarakkulan puhkeaminen ennen munasolujen keräyshetkeä, eli hoidon ajoitus ajatellen munasolujen keräystä saadaan mahdollisimman oikeaksi. Tämä voidaan toteuttaa joko GnRH-agonistihoidolla tai GnRH-antagonistihoidolla.

Pitkä hoitokaava eli GnRH-agonistihoito
Niin sanotussa pitkässä hoitokaavassa gonadotropiinihoitoa edeltää kahden viikon pituinen GnRH-agonistilääkitys (nenäsumute, pistokset tai kapseli ihon alle), joka jatkuu toiset kaksi viikkoa gonadotropiinihoidon rinnalla. Agonistihoito aiheuttaa naiselle väliaikaisesti vaihdevuosien kaltaisen tilan, johon saattaa liittyä sivuvaikutuksena myös hikoilua ja kuumia aaltoja. Munasolujen keräyshetki voidaan määrittää tarkemmin pitkällä hoitokaavalla, jos keräyshetken ajankohta on tärkeä tietää etukäteen.

Lyhyt hoitokaava eli GnRH-antagonistihoito
Niin sanotussa lyhyessä hoitokaavassa nainen aloittaa gonadotropiinipistoshoidon kuukautiskierron 2. tai 3. päivänä. Yleensä noin 6. pistospäivänä hoitoon lisätään GnRH-antagonisti (päivittäinen pistos ihon alle). Antagonistihoito jatkuu yleensä noin 4-6 päivän ajan. Tämän hoitovaihtoehdon edut ovat lääkehoidon lyhyempi kesto ja vähäisemmät haittavaikutukset, mutta hoitokierrot eivät ole yhtä helposti ohjelmoitavissa kuin pitkässä hoitokaavassa. Hoitotuloksissa pitkän ja lyhyen hoitokaavan välillä ei ole oleellista eroa.

Gonadotropiinihoidon toteutus
Gonadotropiinihoito toteutetaan joko FSH- tai hMG-hormonien avulla. Hormonihoito on hyvin yksilöllinen sekä annosten että hoidon pituuden suhteen, mutta yleensä päivittäisiä pistoksia jatketaan noin 9-12 päivän ajan. Kun suurimmat munarakkulat ovat läpimitaltaan yli 17 mm, annetaan munasolujen lopullisen kypsymisen laukaiseva hCG-pistos (ns. irroituspiikki). Munasolut kerätään noin 36 tuntia myöhemmin. Munasolujen keräys tapahtuu käyttämällä ultraääniohjattua punktiota, jossa neula viedään emättimen seinämän läpi suoraan munarakkuloihin. Munarakkulat imetään tyhjiksi, jolloin munasolut saadaan talteen munarakkulanesteen mukana. Toimenpiteen yhteydessä annetaan laskimonsisäinen rauhoittava lääke ja kipulääkitys.

Keräämisen jälkeen etsitään rakkulanesteestä mikroskoopin avulla kypsät munasolut, jotka siirretään edelleen viljelymaljalle. Maljaa säilytetään kudosviljelykaapissa lämpötilaltaan ja happipitoisuudeltaan äidin elimistöä vastaavissa olosuhteissa. Samanaikaisesti valmistellaan ja tutkitaan miehen siemenneste. Parhaiten liikkuvat siittiöt erotellaan laboratoriossa (siemennesteen pesu). Hedelmöitystä varten viljelymaljalle lisätään yleensä 10 000 - 100 000 siittiötä munasolua kohti.

Noin vuorokausi keräyksestä voidaan nähdä, miten monta munasolua on hedelmöitynyt. Aivan kuten luonnollisessa hedelmöityksessä, myös tässä tapahtuu luonnollista valintaa, eli kaikki munasolut eivät hedelmöity tai jatka kehittymistään alkiovaiheen alkua pidemmälle. 48 tuntia myöhemmin hedelmöityneet munasolut ovat jo jakautuneet kahdesti ja muodostavat neljäsoluisia alkioita. Yksi tai korkeintaan kaksi alkiota siirretään kohtuun ohuen, pehmeän katetrin avulla.

Alkioiden siirto on kivuton toimenpide. Munasolujen keräyksen tai alkion siirron jälkeen aloitetaan loppukierron ajaksi nk. luteaalivaiheen tukihoito (keltarauhashormoni). Ne hyvälaatuiset alkiot, joita ei siirretä kohtuonteloon, voidaan pakastaa.

Luonto toimii valikoivasti kohtuun vietyjen alkioiden suhteen. Kuten naisen omassa kehossa tapahtuvan hedelmöityksen jälkeen, luonto päättää, mikä alkioista kiinnittyy ja alkaa kehittyä lapseksi.
Tutkimukset osoittavat, että raskausprosentti yhtä hoitokiertoa kohti on noin 20-40 %. Nämä luvut eivät juuri eroa normaalien hedelmällisten parien vastaavista luvuista. Naisen vanhetessa raskausluvut pienenevät nopeasti, joten 35 ikävuoden jälkeen hoitoon hakeutumisessa ei tulisi viivytellä.

IVF vaihe vaiheelta
1. Hormonihoito useiden munasolujen kypsyttämiseksi 
- GnRH-agonisti (pistokset, nenäsumutteet) vaimentamaan oma hormonitoiminta tavallisesti 2 viikon ajan ennen FSH:n antoa sekä yhdessä gonadotropiinien kanssa 10-14 päivän ajan 
- vaihtoehtoisesti GnRH-antagonisti noin 5 päivän ajan yhdessä gonadotropiinien kanssa estämään ennenaikaisen munasolun kypsyminen ja irtoaminen.  
- gonadotropiini (FSH, hMG) stimuloimaan munarakkuloiden kasvua ja ovulaation laukaisemiseksi.
2. Hoidon seuranta munarakkuloiden kasvun mittaamiseksi, hormonien annostuksen yksilöimiseksi ja estämään sivuvaikutukset 
- vaginaalinen ultraääniseuranta (2-3 kertaa hoitojakson aikana) 
- joskus hormonimääritykset (estradioli eli E2) verinäytteestä.
3. Munasolujen keräys (vaginaalinen ultraääniohjattu punktio) 34-38 tuntia viimeisen hormonipistoksen jälkeen (kesto 10-20 minuuttia)  
- annetaan laskimonsisäinen rauhoittava lääke ja kipulääkitys.
4. Siemennestenäyte, toimitetaan munasolujen keräyspäivänä.
5. Hedelmöitys 
- munasolut ja pestyt siittiöt asetetaan samalle maljalle ja annetaan olla lämpökaapissa yön yli 
- munasolut tutkitaan seuraavana päivänä mikroskoopilla hedelmöityksen varmistamiseksi.
6. Alkioiden siirto 
- tavallisesti yksi, joskus kaksi alkiota siirretään katetrilla emättimen kautta kohtuun 
- ylimääräiset hyvälaatuiset alkiot pakastetaan mahdollista myöhempää käyttöä varten  
- luteaalivaiheen tukihoito.
7. Raskaustesti / -seuranta.