首先，需对接受人工授精的不孕女性做详细的妇科检查，检查内外生殖器是否正常、子宫内膜活检腺体分泌是否良好、双侧输卵管是否通畅等，若这些都正常，才具备了接受人工授精的条件。然后需要估计排卵日，以选择最佳的授精时间。常用的估计排卵日的方法包括测定基础体温、宫颈粘液（一般在排卵前4-5天出现），或接近排卵日连续测定尿黄体生成素的峰值，或连续阴道超声波检查等。
在女方估计排卵期前，赠精者或丈夫经手淫取出精液，需对精液进行化验，若结果显示精液密度及活动度正常，待其精液液化后，用注射器或导管将精液注入阴道、子宫颈周围及子宫颈管内。女方卧床休息2-3小时使精液不致排出。
每位女性在一个月经周期中可进行3次人工授精，即在排卵日前3天开始，若按小时计算，即在排卵日前72小时、24小时和排卵后24小时各进行一次，若在一个月经周期中未能受孕，可连续做几个周期。必要时可用药物诱导排卵和调整好排卵期，以提高受孕率。判定人工授精的成败一般以12个周期为界。