Για πολλά ζευγάρια με πτωχή ποιότητα σπέρματος, όπου το σπερματοζωάριο αδυνατεί να γονιμοποιήσει το ωάριο μόνο του, η κλασική εξωσωματική γονιμοποίηση (IVF) δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος αντιμετώπισης. Η μικρογονιμοποίηση (ICSI- intracytoplasmic sperm injection) επιτρέπει την επιτυχή γονιμοποίηση των ωαρίων ακόμη και σε δύσκολες περιπτώσεις σοβαρής ολιγοασθενοτερατοσπερμίας.

Αρκεί ένα κινητό σπερματοζωάριο για κάθε ώριμο ωάριο.

Η διαδικασία περιλαμβάνει την ένεση του σπερματοζωαρίου στο εσωτερικό του ωαρίου με τη χρήση ειδικού μικροσκοπίου και μικροχειριστηρίων. Λαμβάνοντας υπόψη ότι το μέγεθος του ανθρώπινου ωαρίου είναι περίπου 1/10 του χιλιοστού, και το σπερματοζωάριο 100 φορές μικρότερο, η μικρογονιμοποίηση είναι μια εξαιρετικά ευαίσθητη διαδικασία που μπορεί να εφαρμοστεί με επιτυχία μόνο από εμβρυολόγους με άριστη τεχνική και μακρά πείρα.

Η μικρογονιμοποίηση εφαρμόζεται επίσης μετά από χειρουργική λήψη σπερματοζωαρίων (βιοψία όρχεως) σε περιπτώσεις αζωοσπερμίας.