Se trata de un procedimiento que cada vez se está haciendo más popular para muchos hombres con problemas graves de infertilidad masculina. Se realiza una biopsia testicular con anestesia local o sedación ligera y el embriólogo extrae los espermatozoides de la muestra de la biopsia. Estos espermatozoides a veces sufren de falta de motilidad, por lo que las tasas de fecundación son inferiores que con el esperma eyaculado o epididimario, pero sigue siendo posible incluso en hombres con azoospermia completa en análisis de semen o con síndrome de célula única de Sertoli (si se pueden detectar zonas de espermatogénesis activa) y, como prueban algunos informes, aunque se empleen formas inmaduras de espermatozoides.

A partir de estas conclusiones, se deduce que la fecundación es posible siempre que se pueda transferir material genético del espermatozoide al óvulo de la mujer. Aunque hubo un tiempo en el que creíamos que la forma del espermatozoide, la cantidad y la capacidad de avanzar progresivamente eran los factores más importantes para determinar el potencial de fertilidad de una persona, por nuestra experiencia con la IICE podemos afirmar que lo que verdaderamente importa en este aspecto de la concepción es la normalidad del material genético. El espermatozoide solo es el mensajero que entrega el paquete genético. Por tanto, a medida que los avances tecnológicos nos permitan obtener, como mínimo, el material genético del espermatozoide, seguiremos aumentando el número de problemas de infertilidad masculina que la tecnología de reproducción asistida puede tratar con éxito.