A técnica de ICSI revolucionou o tratamento dos casais em que o homem apresenta alterações severas no esperma ou a mulher com defeitos no óvulo que não permitam a fertilização pelo espermatozoide. Esta técnica é usada não apenas para aqueles homens com baixo número ou qualidade dos espermatozoides, mas também para aqueles que não possuem nenhum espermatozoide no sêmen, nestes casos, o espermatozoide é recuperado do epidídimo (um canal logo após a saída do testículo) ou mesmo do testículo através de uma biópsia.

O processo de estimulação da ovulação e captação dos óvulos e transferência é feito de maneira semelhante a FIV, mas a fertilização é realizada através de microscópios especiais e micromanipuladores, no qual um único espermatozoide é injetado dentro de um óvulo através de uma agulha cerca de sete vezes mais fina do que um fio de cabelo (ICSI).