ЭКО может проводиться с собственными яйцеклетками и сперматозоидами супружеской пары или с донорскими яйцеклетками, сперматозоидами или эмбрионами. Супруги могут выбрать донорскую программу в том случае, когда имеются проблемы с их собственными сперматозоидами или яйцеклетками или если у них есть заболевание, которое может передаться ребенку по наследству. При этом могут использоваться как клетки анонимных доноров, сведения о которых есть в банке данных клиники, так и клетки не анонимных доноров (родственников или знакомых).

В большинстве случаев донорскую сперму берут из банка спермы, а доноры спермы проходят расширенное медицинское и генетическое обследование. Сперму замораживают, подвергают ее шестимесячному карантину, после которого донора повторно обследуют на ВИЧ, сифилис и гепатит, поскольку выявить эти заболевания можно только спустя несколько месяцев после инфицирования (проникновения возбудителя болезни в организм). Использование размороженной донорской спермы допустимо лишь после получения повторных отрицательных результатов анализов донора через 6 месяцев.

Донорская сперма может использоваться для внутриматочной инсеминации или в цикле ЭКО. В целом использование спермы после криоконсервации вместо нативной («свежей») не снижает эффективность лечения. Донорские яйцеклетки используются при лечении женщин со здоровой маткой, у которых бесплодие обусловлено отсутствием или плохим качеством яйцеклеток, например у женщин старше 40 лет.

Доноры яйцеклеток проходят такое же медицинское и генетическое обследование, как и доноры спермы, хотя в настоящее время пока невозможно замораживать яйцеклетки и подвергать их карантину так же, как сперму. В последнее время достигнуты большие успехи в технологии витрификации яйцеклеток, при которой используется очень быстрое замораживание. Это позволит в будущем замораживать, накапливать и хранить донорские яйцеклетки, значительно упрощая их использование, а также выдерживать полугодовой карантин до повторного обследования доноров на ВИЧ, сифилис и гепатит.