Dölleme işlemi, klasik tüp bebek (IVF) ve mikroenjeksiyon (ICSI) olmak üzere iki yöntemle gerçekleştirilir. 1. Klasik Tüp Bebek (IVF) Yöntemi: Kadından alınan yumurta hücreleri ve erkekten alınan spermler, laboratuvar ortamında bir araya getirilir. Özel besi yerinde 16-18 saat bekletilir. Bu süre sonunda spermlerin yumurtayı dölleyip döllemediği kontrol edilir. 2. Mikroenjeksiyon (ICSI) Yöntemi: Sperm sayısı ve hareketliliğinin az olduğu durumlarda tercih edilir. Embriyologlar, mikroskop altında mikromanipulator adı verilen bir cihazla sperm hücresini doğrudan yumurta hücresinin içine enjekte eder. İşlem, yumurtalar alındıktan 2-6 saat sonra gerçekleştirilir. Dölleme işlemi, uzman sağlık personeli tarafından tıbbi bir ortamda yapılmalıdır.