第三代试管即第三代试管婴儿，成功率是20%-50%，主要与女方年龄相关。年龄越年轻，成功率越高，能达到50%，甚至更高。若女方年龄明显增加，成功率会明显下降。第三代试管婴儿并不比第一代和第二代更为先进，而是针对于某些有特定需求的人群，称为胚胎移植前的遗传学诊断。主要针对于夫妻双方之一存在染色体问题，如异位、倒位或微缺失。若自然怀孕，不孕症和流产风险较高，这时需要进行第三代试管婴儿，挑选没有染色体问题的胚胎进行移植。夫妻双方携带某些单基因遗传病，无论是常染色体显性、隐性，或伴性染色体的遗传性疾病，如常见地中海贫血或囊性纤维化患者，均可通过第三代试管婴儿，获得较健康宝宝。此外，夫妻双方之一存在某些致病基因，有一种基因为BRCA ，可能会导致女婴儿乳腺癌、卵巢癌的高发，通过第三代试管婴儿，可以进行相应挑选胚胎。第三代试管婴儿可以用于反复着床失败、反复流产，或女方年龄较高患者使用。