Лікар-ембріолог відіграє важливу роль в у процесах допоміжних репродуктивних технологій. Від його знань і досвіду багато в чому залежить успішність всього лікування. На початковому етапі ембріолог готує статеві клітини до запліднення. Під час пункції він займається відбором яйцеклітин, поміщає їх в спеціальне середовище. Також оцінює якість сперми та обробляє її для подальшого використання при запліднення яйцеклітин.
Запліднення може проходити методами «стандартного ЕКО» або ІКСІ (зокрема, ПІКСІ, ІМСІ). При стандартному ЕКО яйцеклітини поміщають в спеціальне середовище в суспензію сперматозоїдів і залишають в інкубаторі. При ІКСІ ембріолог сам відбирає сперматозоїд (оцінюючи його рухливість і морфологію) і вводить його всередину яйцеклітини. Так як яйцеклітина дуже мала (приблизно 1/10 мм) і вкрай чутлива до зовнішніх впливів, процедура ІКСІ вимагає дуже високої кваліфікації. ПІКСІ та ІМСІ відрізняються від «простого» ІКСІ більш складним способом відбору сперматозоїдів.
Далі ембріолог проводить культивування ембріонів у спеціальних середовищах у чашках для культивування та інкубаторах із постійно контрольованою температурою, вологістю і концентрацією кисню та вуглекислого газу. Культивування проходить протягом 5-7 днів із регулярною оцінкою розвитку ембріонів. Після закінчення культивування ембріолог разом з лікарем-репродуктологом проводить перенесення ембріонів у порожнину матки. За необхідності перед перенесенням ембріолог виконує процедуру допоміжного хетчінга. Також ембріологи проводять процедуру заморожування ембріонів, яйцеклітин і сперматозоїдів.
Окремою процедурою, яку також може провести ембріолог є Передімплантаційна(доімплантаційна) генетична діагностика – це перевірка ембріонів на наявність генетичних аномалій). Для цього ембріолог проводить біопсію – забір від однієї до кількох клітин ембріона. Це – складна ембріологічна операція, яку можуть виконати далеко не всі ембріологи. Отриманий при біопсії матеріал відправляють у генетичну лабораторію для проведення генетичного аналізу.