Σε κάποιες περιπτώσεις ο ιατρός μπορεί να κρίνει αναγκαία τη διεξαγωγή χειρουργικής επέμβασης για την περαιτέρω διερεύνση της υπογονιμότητας και την αντιμετώπιση των υποκείμενων προβλημάτων για τη βελτίωση και διατήρηση της γονιμότητας. Οι περισσότερες χειρουργικές επεμβάσεις πλεόν γίνονται με λαπαροσκοπική τεχνική όπου είναι αυτό εφικτό (κατόπιν συμβουλευτικής εξέτασης από εξειδικευμένο ιατρό στη γυναικολογική λαπαροσκόπηση) και τα τελευταία χρόνια η λαπαροσκόπηση κερδίζει όλο και περισσότερο έδαφος σε σχέση με την κλασική χειρουργική τεχνική που πραγματοποιείται μέσω μεγάλων τομών στην κοιλιά (λαπαροτομεία).
Η λαπαροσκόπηση είναι μία ενδοσκοπική χειρουργική ιατρική πράξη, ελάχιστα επεμβατική, που επιτρέπει την απεικόνιση των κοιλιακών/πυελικών οργάνων, συμπεριλαμβανομένων των περιοχών της μήτρας, των σαλπίγγων και των ωοθηκών. Διεξάγεται στην κοιλιακή/πυελική χώρα μέσω μικρών τομών (όχι μεγαλύτερες του ενός εκατοστού). Όπως και η υστεροσκόπηση, μπορεί να έχει τόσο διαγνωστικό όσο και θεραπευτικό χαρακτήρα. Έτσι γίνεται διάγνωση ανωμαλιών που μπορεί να υπάρχουν στη μήτρα, στις σάλπιγγες, στις ωοθήκες και στην περιοχή της κοιλίας και της πυέλου και να θεραπευθεί υποκείμενη παθολογία, για παράδειγμα αφαίρεση ουλώδους ιστού, ενδομητρίωσης, ινομυωμάτων, λύση συμφύσεων και αφαίρεση κυστών ωοθηκών. Τα αποτελέσματα της λαπαροσκόπησης είναι εξίσου αποτελεσματικά με αυτά ενός ανοιχτού χειρουργείου, όμως με λιγότερες μέρες νοσηλείας, πιο γρήγορη ανάρρωση (λίγες ημέρες) και λιγότερες επιπλοκές.