首先，需對接受人工授精的不孕女性做詳細的婦科檢查，檢查內外生殖器是否正常、子宮內膜活檢腺體分泌是否良好、雙側輸卵管是否通暢等，若這些都正常，才具備了接受人工授精的條件。然後需要估計排卵日，以選擇最佳的授精時間。常用的估計排卵日的方法包括測定基礎體溫、宮頸粘液(一般在排卵前4-5天出現)，或接近排卵日連續測定尿黃體生成素的峰值，或連續陰道超聲波檢查等。
在女方估計排卵期前，贈精者或丈夫經手淫取出精液，需對精液進行化驗，若結果顯示精液密度及活動度正常，待其精液液化後，用注射器或導管將精液注入陰道、子宮頸周圍及子宮頸管內。女方臥床休息2-3小時使精液不致排出。
每位女性在一個月經週期中可進行3次人工授精，即在排卵日前3天開始，若按小時計算，即在排卵日前72小時、24小時和排卵後24小時各進行一次，若在一個月經週期中未能受孕，可連續做幾個週期。必要時可用藥物誘導排卵和調整好排卵期，以提高受孕率。判定人工授精的成敗一般以12個週期為界。
