Ο όρος διατήρηση γονιμότητας αναφέρεται στις ιατρικές εκείνες μεθόδους οι οποίες συμβάλλουν στη διατήρηση της δυνατότητας ενός ατόμου να αποκτήσει δικά του βιολογικά τέκνα στο μέλλον. Αναφέρεται τόσο στις γυναίκες όσο και στους άνδρες, ενώ πραγματοποιείται με λήψη ωαρίων και σπέρματος αντίστοιχα και μακροπρόθεσμη συντήρησή τους υπό ειδικά διαμορφωμένες συνθήκες. Τα τελευταία χρόνια με την ανάπτυξη νέων τεχνικών όπως η υαλοποίηση (vitrification), η οποία συνιστά μέθοδο ταχείας κατάψυξης, έχει βελτιωθεί εντυπωσιακά η διατήρηση της ποιότητας των γαμετών (ωαρίων, σπερματοζωαρίων) και εμβρύων καθώς επίσης και το ποσοστό επιβίωσής τους κατα τη διαδικασία απόψυξης.

Διάφοροι λόγοι μπορεί να οδηγήσουν στην ανάγκη διατήρησης της γονιμότητας, κυριότεροι από τους οποίους είναι οι εξής:

• Ιατρικές καταστάσεις, όπως διάφορες μορφές καρκίνου των οποίων η αντιμετώπιση χρήζει χημειοθεραπείας/ακτινοθεραπείας ή χειρουργικής αφαίρεσης των γονάδων (ωοθηκών ή όρχεων). Επιπλέον, η κρυοσυντήρηση ωαρίων μπορεί να συζητηθεί πριν από προγραμματισμό για χειρουργική αφαίρεση κυστικού μορφώματος των ωοθηκών όπως π.χ ενδομητριώματος, επέμβαση που δυνητικά μπορεί να μειώσει σημαντικά την ωοθηκική εφεδρεία ωαρίων στην πάσχουσα ωοθήκη.
• Επαγγελματικοί λόγοι που εμποδίζουν τη γυναίκα να τεκνοποιήσει ή η μη εύρεση κατάλληλου συντρόφου σε σχετικά νεαρότερη ηλικία, καθώς η αύξηση της ηλικίας σχετίζεται με δυσκολίες στη σύλληψη, ελάττωση της ποιότητας των ωαρίων και αύξηση της πιθανότητας για καταστάσεις στην κύηση όπως το σύνδρομο Down.
• Εμφάνιση πρόωρης ωοθηκικής ανεπάρκειας.
• Η εργασία σε χώρους όπου χρησιμοποιούνται ουσίες, υλικά ή ακτινοβολίες δυνητικά επιβλαβείς για τις γονάδες.
• Η επιθυμία της γυναίκας ή του άνδρα να προχωρήσει σε κρυοσυντήρηση ωαρίων ή σπερματοζωαρίων αντίστοιχα σε νεαρότερη ηλικία μπροστά στο ενδεχόμενο να καταστεί αναγκαία η χρησιμοποίησή τους στο μέλλον. Για τον άνδρα, επιπλέον λόγοι για κατάψυξη σπέρματος αποτελούν η μη δυνατότητα για επαγγελματικούς λόγους ιδίας παρουσίας στη Μονάδα Αναπαραγωγής την ημέρα συλλογής ωαρίων της συντρόφου ή η χειρουργική λήψη σπέρματος από τον όρχι λόγω αποφρακτικής αζωοσπερμίας ή μικρού αριθμού σπερματοζωαρίων στο σπερμοδιάγραμμα, προς μελλοντική χρήση.

Η διαδικασία της κρυοσυντήρησης ωαρίων είναι σε γενικές γραμμές ασφαλής και συνήθως δε διαρκεί περισσότερο από 10-14 ημέρες, αναλόγως των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών της γυναίκας. Για την πραγματοποίησή της γίνεται χορήγηση ενέσιμων ή από του στόματος ειδικών ορμονικών σκευασμάτων βάσει εξατομικευμένου πρωτοκόλλου διέγερσης ωοθηκών. Ουσιαστικά η διαδικασία είναι παρόμοια με εκείνη της πρώτης φάσης θεραπείας με εξωσωματική γονιμοποίηση, από την 1η ημέρα της εμμήνου ρύσεως έως την ωοληψία. Τα ωάρια παραμένουν για κρυοσυντήρηση στη Μονάδα Αναπαραγωγής, ενώ η γυναίκα μπορεί να τα χρησιμοποιήσει οποιαδήποτε στιγμή η ίδια το επιθυμεί. Είναι σημαντικό να έχει προηγηθεί πλήρης ενημέρωση από τον θεράποντα ιατρό σε σχέση με τις λεπτομέρειες της θεραπείας καθώς και για τα προσδοκώμενα αποτελέσματα σε περίπτωση χρησιμοποίησης των ωαρίων στο μέλλον. Η διαδικασία κρυοσυντήρησης σπέρματος είναι σχετικά πιο απλή και πραγματοποιείται με εσκπερμάτιση του άνδρα σε ειδικό δοχείο έπειτα από απλές οδηγίες εντός ή εκτός της Μονάδας Αναπαραγωγής.

Οι ενδείξεις και η διαδικασία κρυοσυντήρησης εμβρύων δε διαφέρει με τα παραπάνω, με τη διαφορά ότι την ημέρα της ωοληψίας πραγματοποιείται γονιμοποίηση των ωαρίων με χρήση σπέρματος και καλλιέργεια των  δημιουργούμενων εμβρύων υπό ελεγχόμενες συνθήκες εντός του εργαστηρίου. Έπειτα από λίγες ημέρες πραγματοποιείται έλεγχος των μορφολογικών τους χαρακτηριστικών και κρυοσυντήρηση αναλόγως της ποιότητας των εμβρύων. Η γονιμοποίηση των ωαρίων μπορεί να πραγματοποιηθεί με χρήση σπέρματος είτε δότη είτε του συντρόφου εάν η γυναίκα ή το ζευγάρι αντίστοιχα δεν επιθυμεί κύηση κατά τη συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Επιπλέον, η κρυοσυντήρηση εμβρύων μπορεί να προκύψει από πλεονάζοντα αριθμό εμβρύων έπειτα από κύκλο διέγερσης ωοθηκών, γεγονός που δίνει τη δυνατότητα χρησιμοποίησής τους στο μέλλον. Σε γενικές γραμμές η κρυοσυντήρηση εμβρύων υπερτερεί έναντι εκείνης των ωαρίων όσον αφορά τα ποσοστά επιβίωσης έπειτα από απόψυξη και επίτευξης κύησης.