胚胎冷冻已经是一项非常成熟的技术。体外受精过程中，新鲜胚胎移植后，通常会将剩余的、可利用的胚胎冷冻并储存于摄氏-196度的液态氮中作为以后备用，以减轻不孕夫妇生理上和经济上的负担。是否有剩余的胚胎进行冷冻储存，与女方的年龄和在治疗中所产生的胚胎数目有关。

近年有越来越多的研究指出冷冻胚胎移植有较高的妊娠率。提出一个将所有胚胎全部冷冻的方案，以降低卵巢过度刺激综合症（OHSS）的风险但又不会影响妊娠率，这对患有多囊卵巢症（PCOD）的女士尤其重要。初步资料显示，由冷冻胚胎移植产生的单胎妊娠，其产前出血、早产、宫内发育迟缓和围产期发病的风险较低。

虽然冷冻胚胎移植可以避免受到过多雌二醇和孕酮的影响，营造一个更接近自然的子宫环境，从而有更高的妊娠率和活产率，但亦不应盲目跟从，一方面，不是所有生殖中心都具备良好的冷冻技术或较高冷冻胚胎移植的妊娠率；另一方面，大约有百分之十的胚胎未必能在冷冻和解冻的过程中存活。除此以外，有关将所有胚胎都冷冻的资料有片面性，因为卵巢反应太差的女士不会被纳入研究范围当中，而选择将所有胚胎都冷冻的大多是有较好的预期结果、较年轻、有较好的卵巢反应以及有较多优质胚胎的女士。

在自然周期中，确认排卵时间后就可已将解冻的胚胎移植入子宫腔内。若女方不能自主地排卵，可以口服药物诱导排卵；或者用荷尔蒙替代疗法将子宫内膜营造成更适合胚胎着床的环境。冷冻胚胎移植中，自然周期的成功率与药物诱发周期的成功率并没有统计学差异。