Якщо сперматозоїдів мало або їхня активність знижена, ембріолог застосовує процедуру ICSI – ін’єкція сперматозоїда в цитоплазму яйцеклітини. Маніпуляцію проводять зі збільшенням у 400 разів за допомогою холдингової та ін’єкційної голок. Для ICSI відбирають найшвидший та морфологічно нормальний сперматозоїд. Його знерухомлюють та переміщають у мікроголку. Потім, утримуючи яйцеклітину на мікроприсоску, проколюють оболонку яйцеклітини мікроголкою та вводять усередину неї сперматозоїд.
З початку метод ICSI був запропонований для лікування найважчих випадків чоловічого безпліддя, але виявився настільки ефективним, що все частіше його використовують як основний метод запліднення без додаткових показань.