胚胎冷凍保存是將胚胎保存在零下溫度的過程，通常處于與植入前相對應的胚胎發生階段，即從受精到胚泡階段。

胚胎冷凍保存對于體外受精周期后的剩余胚胎很有用，因為未能懷孕的患者可能會使用這些胚胎懷孕而無需經歷完整的IVF周期。或者，如果發生了懷孕，他們可以稍后再懷孕。由生育治療產生的備用卵母細胞或胚胎可用于卵母細胞捐贈或胚胎捐贈給另一名婦女或夫婦，并且可以通過使用供體卵子和精子專門創建、冷凍和儲存胚胎以供移植和捐贈。

胚胎冷凍保存通常作為體外受精（通常還包括卵巢過度刺激、取卵和胚胎移植）的一個組成部分進行。卵巢過度刺激xxx通過使用GnRH激動劑而不是人絨毛膜促性腺激素(hCG)來完成最終卵母細胞的成熟，因為它降低了卵巢過度刺激綜合征的風險，而沒有證據表明活產率存在差異（與新鮮周期相反，使用GnRH激動劑的活產率較低）。

用于胚胎冷凍保存的主要技術是玻璃化冷凍與慢速可編程冷凍(SPF)。研究表明，玻璃化在存活率和植入率方面優于或等于SPF。與緩慢冷凍相比，玻璃化似乎會降低DNA損傷的風險。玻璃化防止配子中的冰晶。它是如此之快（-23000°C/min），以至于這些晶體沒有出現。

直接冷凍胚胎移植：胚胎可以在乙二醇冷凍培養基中通過SPF冷凍，并在水解凍后立即直接轉移到受體，無需實驗室解凍過程。1996年6月23日，喀拉拉邦畜牧業發展委員會的BinoySVettical博士，Mattupatti用這種技術生產了世界上xxx頭熱帶條件下的雜交牛胚胎移植小牛。

世界使用數據很難獲得，但一項針對23個國家的研究報告稱，2001年歐洲進行了近42,000例冷凍人類胚胎移植。

在現有技術中，早期胚胎以與同等新鮮對應物相同的速率進行冷凍保存植入。使用冷凍保存的胚胎的結果一致為陽性，出生缺陷或發育異常沒有增加，用于胞漿內精子注射(ICSI)的新鮮卵子與冷凍卵子之間也是如此。事實上，與進行卵巢過度刺激的同一周期中的胚胎移植相比，冷凍胚胎移植后的妊娠率增加了，并且圍產期結局受到的影響較小。

子宮內膜被認為沒有為卵巢過度刺激后的植入做好最佳準備，因此冷凍胚胎移植可用于單獨的周期，以優化成功植入的機會。從玻璃化胚泡出生的孩子的出生體重明顯高于從非冷凍胚泡出生的孩子。對于早期卵裂胚胎，冷凍胚胎似乎至少具有與新鮮周期后出生的兒童相比，冷凍保存后出生的兒童的早產和低出生體重的產科結果。

卵母細胞年齡、存活率和移植胚胎數量是妊娠結局的預測因素。

據報道，儲存了27年的胚胎會懷孕。一項對11,000多個冷凍保存的人類胚胎的研究表明，儲存時間對體外受精或卵母細胞捐贈周期的解凍后存活率或在原核或卵裂階段冷凍的胚胎沒有顯著影響。此外，儲存時間對臨床妊娠、流產、植入或活產率沒有顯著影響，無論是體外受精還是卵母細胞捐贈周期。

1999年至2011年間在法國進行的一項研究得出的結果是，在對女性施用性腺毒性化療藥物之前冷凍胚胎導致34%的病例延遲治療，以及27%的想要懷孕的幸存病例活產，隨訪時間從1年到13年不等。

近年來，胚胎冷凍保存的實踐有所增加。雖然冷凍胚胎的最初目的是幫助與不孕癥作斗爭的異性戀夫婦，但這種做法已成為同性戀夫婦、單身女性和代孕者建立家庭的越來越普遍的途徑。在成功嘗試有效地冷凍胚胎以備后用之前，個人的輔助生殖技術選擇僅限于體外受精(IVF)，即在實驗室中將精子和卵子結合起來制造胚胎，然后所有這些必須立即植入母親體內。冷凍保存使胚胎能夠安全地儲存很長時間。然后，個人可以選擇使用胚胎的適當時間，也可以選擇一次只使用一個胚胎，同時保存其他胚胎以備后用。這樣做可以減少懷上雙胞胎或三胞胎的可能性，從而使父母能夠更好地控制他們對家人的視力。此外，可以對胚胎進行測試和操作以消除遺傳疾病。