Για να αυξηθεί η αποδοτικότητα της εξωσωματικής γονιμοποίησης ώς μεθόδου, επιδιώκουμε (εφόσον είναι εφικτό ή δεν αντενδείκνυται) να έχουμε περισσότερα από ένα ωάρια της γυναίκας σε κάθε προσπάθεια και τούτο διότι: κάποιο ή κάποια από τα ωάρια είναι πιθανόν να μην γονιμοποιηθούν εξωσωματικά, κάποιο ή κάποια από τα προκύπτοντα γονιμοποιημένα ωάρια είναι πιθανόν να μην συνεχίσουν την ανάπτυξή τους, επιθυμούμε να χρησιμοποιήσουμε κατά την εμβρυομεταφορά τα καλύτερα ποιοτικώς έμβρυα οπότε θέλουμε να έχουμε την δυνατότητα επιλογής, και επιθυμούμε να υπάρξουν κάποια πλεονάζοντα έμβρυα τα οποία θα κρυοσυντηρηθούν ώστε να χρησιμοποιηθούν επί αποτυχίας ή επί επιθυμίας για δεύτερο παιδί χωρίς η γυναίκα να υποβληθεί εκ νέου σε φαρμακευτική διέγερση ωοθηκών.

Η φαρμακευτική διέγερση των ωοθηκών θα πρέπει να γίνεται με εξατομικευμένο τρόπο για κάθε ζευγάρι, ώστε να επιτευχθεί το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα και να αποφευχθούν οι επιπλοκές. Για τον λόγο αυτόν, ο χειρισμός των γυναικών που υποβάλλονται σε διέγερση ωοθηκών θα πρέπει να γίνεται αυστηρά από έμπειρους ιατρούς που είναι εξειδικευμένοι στην υποβοηθούμενη αναπαραγωγή. Οι γυναίκες που ακολουθούν πρόγραμμα διέγερσης μπορούν να συνεχίζουν τις συνήθεις δραστηριότητές τους, θα πρέπει όμως να αφιερώνουν λίγο από τον χρόνο τους για στενή παρακολούθηση, όποτε το απαιτεί ο ειδικός που τις παρακολουθεί. Η ελεγχόμενη διέγερση των ωοθηκών   επιτυγχάνεται με την εφαρμογή κάποιου πρωτοκόλλου διέγερσης η επιλογή του οποίου εξατομικεύεται ανάλογα με την περίπτωση. Τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται στα πρωτόκολλα διέγερσης των ωοθηκών είναι:

- Οι γοναδοτροπίνες, οι οποίες διεγείρουν τις ωοθήκες, χορηγούνται με την μορφή ενέσεων (συνήθως υποδορίως, δηλαδή στην κοιλιά ή στον μηρό με μικρή βελόνα τύπου ινσουλίνης ή με την εύκολη χρήση ειδικής πένας), πρέπει να γίνονται την ίδια περίπου ώρα σε καθημερινή βάση, ενώ η δόση τους (πόσες ‘μονάδες’ δηλαδή θα χορηγηθούν) ρυθμίζεται ανάλογα με την γυναίκα και αναπροσαρμόζεται ανάλογα με την εξέλιξη του κύκλου. Υπάρχουν διάφορα σκευάσματα γοναδοτροπινών που διαφέρουν ανάλογα με το ποίες ορμόνες περιέχουν (FSH, LH, ή συνδυασμό τους) και με την προέλευσή τους (όπως ανασυνδυασμένες ή ανθρώπειες κεκαθαρμένες)

- Τα ανάλογα της υποθαλαμικής ορμόνης που διεγείρει την έκλυση των γοναδοτροπινών: Η χορήγηση των ουσιών αυτών επιτυγχάνει την καταστολή της παραγωγής των ενδογενών γοναδοτροπινών της γυναίκας, αυτών δηλαδή που η ίδια παράγει. Η καταστολή αυτή είναι σημαντική στα πρωτόκολλα διέγερσης γιατί αφενός μας επιτρέπει να έχουμε τον πλήρη έλεγχο της κατάστασης (αφού εμείς ρυθμίζουμε την διέγερση με τις ενέσεις γοναδοτροπινών), και αφετέρου μας εξασφαλίζει ότι δεν θα συμβεί μια αιφνίδια αύξηση της ενδογενούς LH που θα έχει σαν αποτέλεσμα την άκαιρη ωοθυλακιορρηξία και την αναπόφευκτη ακύρωση της προσπάθειας. Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι αναλόγων (οι αγωνιστές και οι ανταγωνιστές), που διαφέρουν ως προς το χρονικό διάστημα που χρειάζονται για να επιτύχουν την επιζητούμενη καταστολή. Τα ανάλογα χορηγούνται σε καθημερινή βάση και την ίδια περίπου ώρα, με την μορφή υποδορίων ενέσεων ή σπανιότερα με την μορφή εισπνοών από την μύτη.

- Η χοριακή γοναδοτροπίνη (ανθρώπειος ή ανασυνδυασμένη), η οποία χορηγείται εφάπαξ σε ενέσιμη μορφή την κατάλληλη χρονική στιγμή (ανάλογα με την ανάπτυξη των ωοθυλακίων και την προβλεπόμενη ώρα της ωοληψίας) και προκαλεί την τελική ωρίμανση των ωοθυλακίων και την ωοθυλακιορρηξία.

Υπάρχουν διάφορα πρωτόκολλα ελεγχόμενης διέγερσης των ωοθηκών που βασικά διαφέρουν στο πότε θα ξεκινήσει η καταστολή με την χορήγηση των αναλόγων. Στο επίμηκες (μακρύ) πρωτόκολλο, ξεκινάμε την καθημερινή ένεση του αναλόγου από τον προηγούμενο της διέγερσης κύκλο (γύρω στις επτά ημέρες πριν από την αναμενόμενη πρώτη ημέρα περιόδου), και μετά την έναρξη της περιόδου και εφόσον τεκμηριωθεί η επιτυχία της καταστολής με μέτρηση της οιστραδιόλης στο αίμα ξεκινάμε την διέγερση των ωοθηκών με την χορήγηση γοναδοτροπινών. Στο βραχύ πρωτόκολλο, ξεκινάμε τις ενέσεις του αναλόγου την 2^η ημέρα της περιόδου και την επομένη (δηλαδή την 3^η ημέρα της περιόδου) ξεκινάμε και τις ενέσεις γοναδοτροπινών. Τέλος, στο πρωτόκολλο ανταγωνιστή ξεκινάμε πρώτα τις ενέσεις γοναδοτροπινών την 2^η ημέρα της περιόδου και προσθέτουμε τις ενέσεις ανταγωνιστή όταν τα αναπτυσσόμενα ωοθυλάκια έχουν μέση διάμετρο 13-14 χιλιοστά, δηλαδή περίπου κατά την 5^η-6^η ημέρα διέγερσης.

Η στενή παρακολούθηση της γυναίκας που υποβάλλεται σε φαρμακευτική διέγερση  είναι επιβεβλημένη, με διαδοχικά υπερηχογραφήματα  και μετρήσεις των οιστρογόνων στο αίμα. Στα πρωτόκολλα ανταγωνιστή  καθώς και στα βραχέα, καλό θα είναι να γίνεται ορμονολογικός έλεγχος ή και υπερηχογράφημα πριν την έναρξη των ενέσεων, ενώ στα επιμήκη πρωτόκολλα καλό θα είναι να τεκμηριώνεται η επιτυχία της καταστολής με ορμονολογικό έλεγχο και στην συνέχεια να ξεκινούν οι ενέσεις διέγερσης. Την 5^η-6^η  ημέρα διέγερσης γίνεται η πρώτη υπερηχογραφική εκτίμηση της απάντησης των ωοθηκών στην αγωγή, και ακολούθως η εκτίμηση επαναλαμβάνεται ανά 48 ώρες ή και καθημερινά. Τελικά, όποιο πρωτόκολλο και αν ακολουθεί η γυναίκα, όταν τα ωοθυλάκια έχουν μεγαλώσει ικανοποιητικά σε μέγεθος και παράγουν ικανοποιητικά επίπεδα οιστραδιόλης, θα της ζητηθεί να κάνει την ένεση χοριακής γοναδοτροπίνης συνήθως κάποια βραδυνή ώρα (32-36 ώρες πριν την προγραμματισμένη) ωοληψία. Ακολουθεί μια ημέρα χωρίς ενέσεις και την επομένη προγραμματίζεται η ωοληψία