Para a fecundação in vitro espermatozóides e ovócitos maturos são co-incubados, em um meio especifico, por um período em torno de 18 horas. Para que a FIV ocorra com sucesso, é necessário que os ovócitos tenham sofrido uma maturação completa e que os espermatozóides tenham sido adequadamente preparados.

Para a preparação do sêmen a ser utilizado na FIV, vários métodos para  remover o plasma seminal e/ou crioprotetor e melhorar as características seminais tem sido descritos. Entre eles, pode-se citar a lavagem por centrifugação, gradientes de densidade, filtragem em coluna de fibra de vidro, e migração ascendente. Os mais utilizados são gradiente de densidade utilizando percoll, e a migração ascendente conhecida por swim-up.

Além do método utilizado para preparação do sêmen e do tempo de co-incubação, outros fatores podem afetar a taxa de fecundação tais como a dose inseminante, a interação touro-vaca e a diferença entre touros na capacidade de fecundar e produzir embriões. A variação individual de touros é um dos principais fatores que interferem na FIV e produção de embriões. Portanto, em sistemas de PIV é necessário testar os touros antes de seu uso na FIV de ovócitos de diferentes doadoras.