试管婴儿所谓的"第一代"、"第二代"、"第三代"是按技术难度和层次来划分的。
第一代是"体外授精和胚胎移植"（IVF），主要针对女性不孕如输卵管不畅等，通过人工提取卵子和精子，在体外受精形成胚胎，再植入宫腔内。国内首例第一代试管婴儿于1988年诞生于北京第三医院，
第二代试管婴儿是显微单精子注射（ISCI），技术比第一代要难得多，主要针对男性严重少弱精或阻塞性无精症。技术难度在于寻找精子，有些患者精子极少，需通过对附睾和睾丸穿刺，从红细胞、神经组织等中间寻找藏匿的精子，然后再在显微操作下将精子注射入卵子中，将受精卵培养到6天后移植到宫腔内。
第三代试管婴儿是"胚胎移植前基因诊断"（PGD），技术难度更高，其意义在于优生。目前，能够遗传给子代的基因病、染色体病有8000多种，如血友病、镰状红细胞贫血症等，过去在女性怀孕4个多月时通过对羊水、绒毛穿刺检查，一旦确诊后引产，对女性生理、心理损害极大。第三代试管婴儿技术则取出卵子、精子，体外受精形成多个胚胎，在每个胚胎长到8个细胞以上时，从每个胚胎中各取1至2个细胞，进行染色体或基因缺陷检查，将确认没有缺陷的胚胎植入宫腔内进一步妊娠。
