Η συλλογή ωαρίων (ή ωοληψία) αποτελεί το τελικό στάδιο του κύκλου διέγερσης στη θεραπεία με εξωσωματική γονιμοποίηση. Πιο συγκεκριμένα, κατά τη διαδικασία αυτή συλλέγονται τα ωάρια από τα ωοθυλάκια που έχουν αναπτυχθεί έπειτα από τη διέγερση των ωοθηκών τις προηγούμενες ημέρες. Λαμβάνει χώρα 35-36 ώρες μετά τη χορήγηση χοριογοναδοτροπίνης άλφα ή αναλόγων της GnRH, χρονικό διάστημα που επιτρέπει την τελική ωρίμανση των ωαρίων, γεγονός απαραίτητο για τη διαδικασία της γονιμοποίησης.

Η συλλογή ωαρίων πραγματοποιείται εντός της κλινικής σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο, ο οποίος επικοινωνεί άμεσα με το εργαστήριο εμβρυολογίας. Είναι σχετικά σύντομη, ο χρόνος όμως μπορεί να διαφέρει αναλόγως του αριθμού των ωοθυλακίων. Συνήθως απαιτείται ήπια αναισθησία, ωστόσο σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να συζητηθεί και η απλή χορήγηση αναλγητικών. Η διαδικασία καθεαυτή δε διαφέρει σημαντικά από το διακολπικό υπερηχογράφημα. Η διαφορά έγκειται στο ότι γίνεται επιπλέον χρήση μίας λεπτής βελόνης, η οποία εισέρχεται διαμέσου των κολπικών τοιχωμάτων εντός των ωοθυλακίων με σκοπό την αναρρόφηση του ωοθυλακικού υγρού, εντός του οποίου βρίσκονται τα ωάρια. Ταυτόχρονα, τα ειδικά φιαλίδια με το ωοθυλακικό υγρό μεταφέρονται στο εργαστήριο προς αξιολόγηση του αριθμού, της ποιότητας και του σταδίου ωρίμανσης των ωαρίων με σκοπό την κρυοσυντήρηση ή τη γονιμοποίηση με τη χρήση σπέρματος. Μετά το πέρας της διαδικασίας η γυναίκα παραμένει για μικρό χρονικό διάστημα σε χώρο ανάνηψης και εξέρχεται έχοντας λάβει οδηγίες για τη συνέχιση της θεραπείας. Η επιστροφή στις καθημερινές δραστηριότητες είναι δυνατή ήδη από την επόμενη ημέρα της ωοληψίας.

Αν και τις περισσότερες φορές η συλλογή ωαρίων πραγματοποιείται διακολπικά, υπάρχουν περιπτώσεις όπου η πρόσβαση στις ωοθήκες μπορεί να είναι δύσκολη λόγω π.χ έκτοπης θέσης των ωοθηκών ή παρουσίας ινομυωμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση μπορεί να συζητηθεί η διακοιλιακή λήψη των ωαρίων. Ως διαδικασία είναι παρόμοια με τη διακολπική προσπέλαση, με τη διαφορά ότι στη διακοιλιακή ωοληψία η βελόνη εισέρχεται στην ωοθήκη διαμέσου των κοιλιακών τοιχωμάτων.