Существующие способы искусственного осеменения маток можно разделить на две группы: инструментальное и ручное. В обоих случаях маток, намеченных к осеменению, выдерживают в нуклеусах до 7—8-дневного возраста. Матку для осеменения берут в то время, когда она стремится вылететь из улья в брачный полет, так как считают, что она в это время должна находиться в состоянии «половой охоты». К летку улья с неплодной маткой прибивают веранду — небольшой ящичек, передняя стенка которого заделана разделительной решеткой. Пчелы вылетают и прилетают в улей, проходя через отверстия разделительной решетки. Матка же, как более крупная, выйдя из улья, задерживается в веранде. Несколько раз в день, в часы обычного вылета маток, осматривают веранду, и если обнаружат в ней матку, то сразу же берут ее для искусственного осеменения.
При инструментальном осеменении применяют сложно устроенный станочек, смонтированный под бинокулярной лупой. Матку укрепляют на деревянном брусочке в неподвижном состоянии брюшной стороной кверху путем обматывания шелковой ниточкой. Специальным тонким пинцетом расширяют отверстие камеры жала. Затем к концу брюшка матки подводят тонкий шприц, в который предварительно набирают сперму трутня. Для получения спермы берут трутней, вылетающих из улья в хорошую погоду. Трутню отрывают голову и легким нажатием пальцев на брюшко заставляют вывернуться его половой орган. Затем шприцем прокалывают семенные пузырьки вывороченной луковицы и набирают сперму в резервуар шприца от 2—3 трутней.
Микроманипулятором шприц со спермой осторожно вводят во влагалище матки, впрыскивают сперму, после чего матку освобождают и возвращают в нуклеус. Искусственному осеменению матку подвергают несколько раз в течение 2—3 дней. Исследователям удавалось, применяя описанный или несколько измененный метод, получать осемененных маток. Некоторые из маток клали яйца почти так же, как и естественно осемененные, но в подавляющем большинстве случаев осеменение было лишь частичным, и если матки выживали, они клали сравнительно небольшое число оплодотворенных яиц.
При ручном осеменении добиваются спаривания матки приближением конца брюшка трутня к расширенной камере жала и введение полового органа трутня во влагалище матки подобно тому, как это бывает при естественном осеменении.