试管宝宝和自然怀孕的宝宝最主要区别，是受精早期胚胎发育的地点在体外进行，而不是在体内进行。自然怀孕需要女方的卵巢排出卵子之后，与男方的精子在输卵管内相遇，受精形成受精卵，到子宫腔内种植发育成胚胎，受精和胚胎的发育场所都是在母亲的体内进行。
试管婴儿需要将女方的卵巢内卵子取出之后，与男方的精子在体外受精，形成受精卵之后，在体外培养成第三天的胚胎，或者第五天和第六天囊胚之后移植到女方的子宫里。因此，最主要的区别是受精过程，还有胚胎发育早期过程在体外进行。