Zapłodnienie in vitro, zapłodnienie pozaustrojowe ( in vitro fertilization - IVF) - pozaustrojowa metoda zapłodnienia ssaków stosowana u wielu gatunków zwierząt np. bydła, trzody chlewnej, owcy, psa a także człowieka, poprzez doprowadzenie do zapłodnienia komórki jajowej w warunkach laboratoryjnych, poza ciałem samicy.
Stosuje się różne techniki, np. zapłodnienie pozaustrojowe komórki jajowej w płynie zawierającym plemniki, jednak standardem w technikach zapłodnienia in vitro jest metoda ICSI (intracytoplasmic sperm injection, docytoplazmatyczne podanie plemnika), polegająca na wprowadzeniu do komórki jajowej pojedynczego plemnika przy użyciu specjalnych igieł, mikromanipulatorów i mikroskopu. Obecnie oprócz metody ICSI stosuje się również nową metodę IMSI (intracytoplasmic morphologically selected sperm injection, docytoplazmatyczne podanie wyselekcjonowanych morfologicznie plemników), polegającą na selekcji komórek plemnikowych przed przystąpieniem do procedury zapłodnienia in vitro. Bez względu na metodę zapłodnienia, po kilku dniach hodowli zarodek umieszcza się w macicy. Obecnie na całym świecie techniki wspomaganego rozrodu starają się osiągnąć jak największą skuteczność w uzyskaniu nie tylko ciąż biologicznych ale też tzw. wskaźnika "take home baby". Najlepsze światowe kliniki uzyskują skuteczność w wysokości 30-40%. Podstawą opracowanej przez izraelską klinikę Meir Hospital pod kierownictwem prof. Bartoov metody IMSI (intracytoplasmic morphologically selected sperm injection) jest wykorzystanie mikroskopu optycznego z cyfrowym torem obrazowym, który pozwala oglądać plemniki na ekranie monitora w powiększeniu rzędu 6000 razy - wielokrotnie większym niż zwykle stosowane powiększenie około 400 razy. W Polsce metodę wdrożyli dr n.med. Krzysztof Grettka i dr n.med. Mariusz Kiecka.
Z metodami wspomaganego rozrodu człowieka wiąże się również możliwość diagnozowania chorób genetycznych zarodka przed jego podaniem do macicy, bądź badanie genetyczne komórki jajowej przed zapłodnieniem Umożliwia to diagnostyka preimplantacyjna.
Pierwszego zapłodnienia in vitro człowieka w Polsce dokonał w 1987 r. prof. Marian Szamatowicz z Kliniki Ginekologii Akademii Medycznej w Białymstoku (obecnie Uniwersytet Medyczny w Białymstoku).