Bei der intrauterinen Insemination werden die aufbereiteten Spermien in die Gebärmutter der Frau eingebracht (Intrauterine Insemination, IUI). Meist werden vor der Insemination auch Bildung und Reifung von Eizellen künstlich stimuliert und ein Eisprung herbeigeführt.
Durch die Hormonbehandlung und den ausgelösten Eisprung sind außerdem die besten Bedingungen geschaffen, damit die aufbereiteten zeugungsfähigen Spermien zum bestmöglichen Zeitpunkt auf eine befruchtungsfähige Eizelle treffen.
Die Insemination wird nach Herkunft des Spermas in homologe und heterologe Insemination unterschieden. Homologe Insemination bedeutet, dass das verwendete Sperma vom Ehemann oder Partner der behandelten Frau stammt; bei der heterologen Insemination stammt das Sperma von einem Spender.
Der Weg der Insemination steht in Deutschland nur heterosexuellen Paaren in einer Ehe oder einer fest gefügten Beziehung offen. Rechtlich teilweise unsicher ist in Deutschland die Beziehung von Samenspender und einem mit seiner Samenspende gezeugtem Kind. Zwar erkennt der Ehemann oder Partner der Mutter das Kind als sein eigenes an, das Kind selbst jedoch kann seine Ehelichkeit anfechten. Der Samenspender bleibt nicht anonym, so könnte das Kind sogar Erb- und Unterhaltsansprüche geltend machen.
Eine Zwischenform zwischen Insemination und In-vitro-Fertilisation (IVF) stellt die GIFT-Methode (Gamete interfallopian transfer; Übertragung von Keimzellen in den Eileiter) dar. Dabei werden sowohl Spermien als auch Eizellen entnommen und zusammen in den Eileiter gegeben. Da die Erfolgsrate bei der IVF vergleichbar ist und dazu kein Eingriff notwendig ist, wird die GIFT-Methode nur noch selten angewendet.