第三代试管婴儿的成功率根据不同的病因，其成功率也不一致。
成功率可以分为获得正常胚胎的成功率以及胚胎着床的成功率。患者选择第三代试管婴儿技术的原因可能是因为存在单基因的遗传病或者染色体异常，此时获得正常胚胎的概率可能为10%，也可能为5%。当获得正常胚胎后，其着床的成功率与正常受精的胚胎相似，可以达到50%及以上。
第三代试管婴儿技术又称为胚胎植入前遗传学诊断筛查，是在第二代试管婴儿的基础之上对胚胎进行优化，因此其获得正常胚胎的概率会较二代高。
