當精蟲無法自然與卵子受精時，以顯微方式選擇一隻精蟲，利用一支很細的玻璃針管將精蟲從尾部倒著吸進針管內，然後在顯微注射卵細胞質內。
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蟲，便可利用卵細胞質內單一精蟲顯微注射術使卵子授精，受精率可達80%以上機率。