Chez les humains la fécondation "naturelle" se produit dans la trompe de Fallope de la femme, après un rapport sexuel et en période ovulatoire. Pour qu'elle ait lieu, cette fécondation nécessite un nombre suffisant de spermatozoïdes mobiles capables de cheminer depuis le col utérin jusqu'à la trompe après avoir traversé l'utérus. Il faut également que la trompe soit parfaitement perméable et que son extrémité ouverte dans l'abdomen, appelée pavillon, ait pu capter l'ovocyte au moment de l'ovulation. Des plis disposés à l'intérieur de la trompe ainsi que de fins mouvements de la trompe elle-même permettent alors à l'ovocyte de progresser dans cette trompe à la rencontre des spermatozoïdes. Cet ovocyte est en effet incapable, à la différence des spermatozoïdes, de se déplacer seul. Après fécondation de l'ovocyte par un spermatozoïde, ce sont une nouvelle fois les mouvements de la trompe qui font progresser le tout jeune embryon vers la cavité utérine où il s'implante au bout d'une semaine environ. De nombreuses maladies peuvent affecter ces différents mécanismes complexes et la fécondation in vitro ou FIV a initialement été mise au point pour permettre aux femmes dont les trompes sont altérées de concevoir des enfants. L'idée en était simple : organiser la rencontre spermatozoïdes - ovocytes en laboratoire (in vitro) et favoriser ainsi la fécondation, puis transférer ensuite dans l'utérus les embryons obtenus. Depuis 1978, année de la naissance du premier "bébé éprouvette", les indications de FIV ont progressivement évolué pour ne plus se limiter uniquement aux cas d'anomalies de la trompe. Les causes de ces anomalies tubaires (c'est-à-dire liées aux trompes) sont variées : séquelles d'infections génitales, adhérences après chirurgie, grossesses extra-utérines... Dans un tiers des cas, une altération du sperme du conjoint est associée. Les anomalies du spermogramme sont à elles seules des indications à réaliser une FIV classique dans 20 % des cas, alors que les trompes sont parfaitement saines. Les autres indications des FIV classiques sont par ailleurs l'endométriose (maladie caractérisée par la présence anormale d'une muqueuse utérine sur le péritoine du petit bassin et dans les ovaires essentiellement, qui entraîne une diminution de la fertilité) et les causes inexpliquées d'infertilité. Dans ce cas, le recours à la fécondation in vitro survient en général après plusieurs tentatives infructueuses de stimulation simple de l'ovulation puis d'insémination intra-utérine.
