女性适应证:骨盆输卵管病变、排卵障碍、子宫内膜异位症、免疫因素等。
盆腔输卵管病变是最常见的女性不孕症原因，约占全部女性不孕症的60%。诱因主要是骨盆(输卵管)发炎，骨盆(输卵管)粘连，机械地阻断了精子和卵子的鹊桥会。具体表现可能是慢性盆腔炎、盆腔粘连、输卵管卵巢炎、输卵管堵塞、输卵管伞端粘连、输卵管积水等。以前以手术治疗为优先，经过循证医学检查，确认试管婴儿是最有效的妊娠辅助方法。
排卵障碍约占女性不孕症的30%，最常见的是多囊卵巢综合征。这种患者通常有月经延迟或闭经、卵巢多囊、高雄激素引起的痤疮、多毛等男性表现。排卵障碍的优先治疗是引导排卵，排卵后在医生指导的时间段内进行同室或人工授精治疗。这样治疗3~6周期不育者，可以考虑试管婴儿的妊娠辅助。
子宫内膜异位症(内异症)造成不孕的机理尚不明确。此症随着生育年龄的推迟、人工流产术增多，发生率不断升高。与不育相互作用，形成恶性循环。子宫内膜不孕患者的最佳治疗方法是10月怀孕。因此，有生育要求的内异症患者必须寻求最快的妊娠方法。因此，试管婴儿可能需要帮助妊娠。
免疫因素不太可能导致女性不孕。目前已经确认的女性免疫性不孕因素为抗磷脂抗体综合征，该抗体可导致胚胎死亡或发育停止。其他的免疫因素，包括女性抗精子抗体、抗子宫内膜抗体、封闭抗体等，对生殖各相应环节影响的程度，尚未被公认。除免疫治疗外，试管婴儿也是有效的选择方法。
男性适应证:男性少、弱、畸形精子症、免疫性不育等。
正常受孕需要一定数量的授精能力好的精子。当男性精液中的精子密度和(或)活动力良好的精子比例不够，抑或畸形率太高，无法自然受孕时，就只能求助于试管婴儿治疗了。在具体体外授精方式的选择上，医生会根据精子情况选择常规体外授精或是卵细胞浆内单精子显微注射。
在免疫学方面，男性的抗精子抗体在高滴度时会引起精子的严重凝聚、制动，损害男性的妊娠能力。这也是必须选择试管婴儿帮助怀孕的男性不育因素之一。
除了上述不孕不育因素外，有时候不孕不育夫妻双方都经过了详细的医学检查，但是没有发现足以引起不孕不育的因素，被称为不明原因不孕不育。这种情况约占不孕症总数的30%。这种患者的优先治疗方法是夫妻间宫腔内人工授精。如果人工授精失败3次或3次以上，建议试管婴儿帮助妊娠。
夫妇中的一方因某种原因无法提供精子或卵子，也可以通过他人提供精子或卵子的方法提供精子(卵子)的试管婴儿。关于精子和卵子的来源、双方的权利义务、必须遵守的规定和程序，国家制定了明确的法规。
值得注意的是，上述医学适应症不是教条，不能机械应用。决定妊娠补助方式时，除了医学适应症外，患者双方的意志、年龄、社会、家庭、经济因素等也应综合考虑。建议听从专业辅助生殖医生对病情的分析，采取专业意见。
