Śródcytoplazmatyczne wstrzyknięcie nasienia (mikrozapłodnienie) stosuje się, gdy mężczyzna ma bardzo mało plemników lub kiedy istnieją trudności we wnikaniu plemników do komórki jajowej.

Komórki jajowe pobiera się od kobiety, którą uprzednio poddano leczeniu hormonalnemu pobudzającemu jajniki do produkcji większej liczby komórek jajowych (po stymulacji wzmożonego jajeczkowania). Próbkę nasienia uzyskuje się przez wytrysk lub bezpośrednio z nasieniowodu, jąder lub najądrzy, wykorzystując technikę pobierania nasienia.

Komórki jajowe i nasienie przygotowuje się w laboratorium. Komórki jajowe bada się dokładnie, aby upewnić się, że są dojrzałe, ponieważ zabieg mikrozapłodnienia można przeprowadzić jedynie na takich komórkach jajowych.

Kiedy komórki jajowe są już wybrane, plemniki unieruchamia się i wstrzykuje bezpośrednio do komórek jajowych. Czynności te powtarza się w przypadku każdej komórki jajowej. Do zapłodnienia powinno dojść w ciągu 24 godzin.

Rozwijającym się zarodkom pozwala się wzrastać przez dalsze 24-48 godzin. Zarodki (maksymalnie 3) przenosi się następnie do macicy w czasie zabiegu zwanego przeniesieniem zarodków.

Leczenie hormonalne pomagające utrzymać ciążę stosuje się przez następne 2 tygodnie. Obejmuje ono 3 wstrzyknięcia ludzkiej gonadotropiny kosmówkowej (hCG) lub codzienne leczenie progesteronem w postaci tabletek dopochwowych. Pacjentki otrzymujące komórki jajowe dawcy mogą wymagać podania estrogenów.

Skuteczność mikrozapłodnienia wynosi 30-35%, ale zmienia się w zależności od wieku pacjentki.