מעבדה להפריה חוץ גופית היא חלק אינטגרלי של יחידת IVF ומהווה חלק חשוב ביותר להצלחת תהליכים הקשורים להפריה, התפתחות עוברים וקליטת הריון. מי שמבצע את פעילות המעבדה להפריה חוץ גופית הם אמבריולוגים קליניים (ממילה אמבריו – עובר). אמבריולוגים קליניים הם אנשים בעלי השכלה אקדמית ברמה של תואר שני ודוקטורט, שעברו הסמכה באמבריולוגיה קלינית והפריה חוץ גופית.
בניגוד לרופאים ביחידות IVF, שנפגשים פנים מול פנים עם מטופלות/ים ומכינים אותם בתהליך הפריה חוץ גופית, האמבריולוגים קליניים הם אלה שעובדים בתוך מעבדה, מאחורי הקלאים, רואים ומטפלים בביציות של אישה ובזרע של גבר. הם אלה שמחליטים איזה ביצית תופרה עם איזה תא זרע. לאחר ההפריה הם מטפלים ודואגים לשלומם של עוברים המתפתחים בתנאי מעבדה וממליצים לזוג ולרופא המטפל שלהם איזה עובר יוחזר לרחם של אישה המטופלת. עודף עוברים, הנותרים לאחר מחזור טיפול, יוקפא על ידי אמבריולוגים וישמר בהקפאה עמוקה (-196°C) לזמן ארוך (ניתן לשמור בהקפאה עמוקה שנים רבות). הם אלה שיפשירו את העוברים השמורים עבור החזרת עובר בהמשך לפי דרישה. פעולות נוספות המתבצעות במעבדה על ידי אמבריולוגים קליניים כוללים חיפוש תאי זרע בודדים במקרים של חוסר תאי הזרע לגבר, חיפוש וטיפול בתאי זרע המתקבלים מביופסיה של אשך, מבצעים ביופסיה של עוברים להוצאת חומר גנטי עבור ברור מחלות גנטיות (כשידועה תסמונת כלשהי במשפחה) או שינויים גנטיים, המונעים מעוברים להשתרש ולתת הריון תקין. ברור גנטי מאפשר לקבוע עובר תקין בעל יכולת מרבית להשרשה והריון מוצלח. תחום של אמבריולוגיה קלינית מתפתח משנה לשנה וטכנולוגיות מתקדמות וציוד מתקדם הנכנסים לתחום מהווים חלק חשוב בפעילות של מעבדה להפריה חוץ גופית. במעבדות IVF מתבצע גם מחקר קליני אקדמי. חשוב להכיר את אמבריולוגים קליניים העובדים ביחידת IVF ואת תרומתם להצלחת טיפול.