男性側に重度の乏精子症や精子無力症、無精子症がある場合や、原因不明の受精障害が考えられる場合には顕微授精が望ましいとされています。

顕微授精の方法はいくつかありますが、現在もっとも盛んに行われているのは「細胞質内精子注入法（ICSI法）」です。具体的には、髪の毛のように細いガラス管の中に精子を1個吸い込み、顕微鏡を覗きながら卵子の細胞の中に差し込んで精子を注入します。この方法であれば、たとえ男性の精液の中にまったく精子がいない状態であっても、精巣内などから精子を探し出し、1個でも回収することができれば、受精・妊娠の可能性が出てきます。この方法による受精率は非常に高く、70％以上といわれています。