第三代試管即第三代試管嬰兒，成功率是20%-50%，主要與女方年齡相關。年齡越年輕，成功率越高，能達到50%，甚至更高。若女方年齡明顯增加，成功率會明顯下降。第三代試管嬰兒并不比第一代和第二代更為先進，而是針對于某些有特定需求的人群，稱為胚胎移植前的遺傳學診斷。主要針對于夫妻雙方之一存在染色體問題，如異位、倒位或微缺失。若自然懷孕，不孕癥和流產風險較高，這時需要進行第三代試管嬰兒，挑選沒有染色體問題的胚胎進行移植。夫妻雙方攜帶某些單基因遺傳病，無論是常染色體顯性、隱性，或伴性染色體的遺傳性疾病，如常見地中海貧血或囊性纖維化患者，均可通過第三代試管嬰兒，獲得較健康寶寶。此外，夫妻雙方之一存在某些致病基因，有一種基因為BRCA ，可能會導致女嬰兒乳腺癌、卵巢癌的高發，通過第三代試管嬰兒，可以進行相應挑選胚胎。第三代試管嬰兒可以用于反復著床失敗、反復流產，或女方年齡較高患者使用。