Esto se realiza a través del almacenamiento y congelación de las células a baja temperatura (-196°C) en nitrógeno líquido, lo cual permite mantener al máximo las condiciones ideales para preservar los gametos (espermatozoides y óvulos) y los embriones.

Esta técnica trae consigo muchos beneficios, pues aquellos embriones que tienen una óptima calidad y que no fueron transferidos al útero pueden ser vitrificados y utilizados en ciclos subsecuentes, sin necesidad alguna de repetir los ciclos de estimulación. Además, evita transferir un alto número de embriones disminuyendo el riesgo de embarazo múltiple.

Existe la posibilidad de congelarlos con el fin de conservarlos por un largo tiempo y poder utilizarlos en un futuro procedimiento. La transferencia de embriones congelados se usa en caso de no haber logrado un embarazo en el ciclo en fresco, o después de completado el mismo y querer otro bebé.

Inicialmente la congelación lenta era la única posibilidad para llevarla a cabo, aunque con resultados dispares en función del objetivo de conservación. Si en el caso de los espermatozoides su congelación era eficaz y apenas sí alteraba su calidad, no ocurría lo mismo con los óvulos y los embriones, que en el momento de la descongelación veían comprometida su integridad con una merma apreciable de su calidad a causa de la formación de cristales durante el proceso de congelación.

La solución a este problema vino de la denominada técnica de vitrificación y supuso un avance fundamental en el desarrollo de la reproducción asistida. En realidad, es también un sistema de congelación, aunque se realiza de forma ultrarrápida para evitar la formación de cristales y de este modo impedir que las estructuras celulares resulten dañadas.

En la actualidad se puede escoger una u otra técnica en función de cuál sea el material que se desee criopreservar: 

• Semen: Se utiliza, como antes, la congelación lenta. Los espermatozoides constituyen una estructura celular muy pequeña. La formación de cristales, por tanto, es mínima y no afecta prácticamente a su calidad, manteniendo una elevadísima supervivencia. 
• Óvulos – Embriones:  Se prefiere la Vitrificación. Esta nueva técnica se aprobó y pasó a ser el estándar a partir del año 2011 que permite tasas de sobrevida de alrededor del 90% para los óvulos y embriones.