Auparavant réservée aux cas d’infertilité masculine grave, l’ICSI est de plus en plus utilisée par les couples en FIV. Il s’agit d’isoler un spermatozoïde et de l’injecter à l’intérieur de l’ovule à l’aide d'une petite aiguille de verre. Les résultats sont excellents, 75 % des ovules sont fécondés.

Dans le cas où les spermatozoïdes sont complètement absents de l’éjaculation, on peut en prélever chirurgicalement au niveau de l’épididyme ou à même les testicules. Elle permet au couple d’avoir un enfant biologique, plutôt que d’utiliser le sperme d’un donneur.