Der erste Ansprechpartner einer Frau, die Unfruchtbarkeit bei sich vermutet, ist der Frauenarzt. Oft kann der schon beim ersten Gespräch herausfinden, an was es liegt und entsprechende Ratschläge geben.
In der Regel kommt das Paar zusammen zum Arzt, was auch zweckmäßig ist. Der Arzt wird viele Fragen zu Lebensweise, gesundheitlicher Vorgeschichte und zum Sexualverhalten stellen und das Paar grundlegend untersuchen.
Eine der ersten Untersuchungen bei einer befürchteten Unfruchtbarkeit ist eine normale Urinuntersuchung. Damit kann man feststellen, ob vielleicht eine Diabetes-Erkrankung oder eine andere Krankheit vorliegt.
Es folgen eine Blutuntersuchung und eine Auswertung des Monatszyklus. Die Frau sollte also möglichst, falls vorhanden, Aufzeichnungen über ihre Zyklen etwa des letzten halben Jahres mitbringen. Sehr hilfreich sind hier auch Aufzeichnungen der Basaltemperatur. Sie können dem Arzt helfen festzustellen ob ein Eisprung stattfindet bzw. stattgefunden hat.
Steht fest, dass ein Eisprung tatsächlich stattfindet, und dass auch der Mann Spermien in ausreichender Zahl und Qualität produziert, kann auch ein so genannter postkoitaler Test durchgeführt werden. Dabei wird untersucht, ob sich die Spermien nach dem Geschlechtsverkehr ungehindert in Richtung Gebärmutter bewegen können. Für diesen Test wird kurz vor dem Eisprung die Konsistenz des Zervixschleims überprüft. Hat das Paar möglichst nahe an diesem Termin Geschlechtsverkehr, wird spätestens 12 Stunden später der Schleim noch einmal überprüft. Es soll festgestellt werden, ob überhaupt Spermien den Gebärmuttermund erreicht haben, und wenn ja, wie viele ihn erreicht haben. Ein schlechtes Ergebnis deutet möglicherweise auf eine Unverträglichkeit von Spermien und Zervixschleim hin.
Um mögliche Entzündungen oder Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen festzustellen, macht der Arzt oder die Ärztin eine Ultraschalluntersuchung oder tastet die Organe ab; meist wird auch ein Abstrich gemacht. Oft wird bei dieser Untersuchung ein polyzystisches Ovar festgestellt, also ein Eierstock, der voll mit unreifen Eizellen ist, die nie wirklich ausreifen. In diesem Fall findet auch nur selten ein Eisprung statt.
Generell muss festgestellt werden, ob die Eizelle ungehindert vom Eierstock durch die Eileiter in die Gebärmutter wandern kann oder ob der Weg irgendwo versperrt ist. Dazu kann eine Gebärmutterspiegelung (Hysteroskopie) oder Bauchspiegelung (Laparoskopie) gemacht werden, während derer Verwachsungen und andere Veränderungen der Gebärmutter und der Eileiter entdeckt werden können. Oft werden so gutartige Tumore (Myome) oder Ausstülpungen der Schleimhäute (Polypen) gefunden.
Falls ein Eisprung stattfindet, die Eizelle ungehindert wandern kann und auch das Sperma des Mannes in Ordnung ist, kann eine ausbleibende Schwangerschaft auch daran liegen, dass sich das befruchtete Ei nicht in die Gebärmutterschleimhaut einnisten kann. Um festzustellen, ob die Schleimhaut auf die Aufnahme eines Eis vorbereitet ist, kann eine Probe der Schleimhaut entnommen werden (Endometriumbiopsie). Mit dem so gewonnenen Gewebe kann der Arzt untersuchen, ob das Endometrium normal auf das Hormon Progesteron reagiert.