当精虫无法自然与卵子受精时，以显微方式选择一只精虫选择一只精虫，利用一支很细的玻璃针管将精虫从尾部倒着吸进针管内，然后再然后在显微注射卵细胞质内。
一般而言，只要能在男性的精液中或副睪中或睪丸中找到精虫，便可利用卵细胞质内单一精虫显微注射术使卵子授精，受精率可达80%以上机率。