受精卵の凍結保存は、体外受精や顕微授精で受精・発育した受精卵を凍らせて保存しておく方法です。
受精卵の凍結保存は、-196℃という超低温の液体窒素中で凍結し、保存します。この超低温ではほとんどの化学変化が起こらないため、何十年も状態が変化しません。この方法であれば、一回の採卵で採取した複数の受精卵で兄弟姉妹を作ることも可能です。

最近では、採卵した受精卵をその周期には一つも移植せず、全て凍結して別の周期に移植する方法をとることがあります（全胚凍結法）。これは採卵した周期に移植すると女性に危険がある場合や、凍結して移植した方が着床しやすいと考えられる場合に行われます。