高度の乏精子症や精子無力症、また通常の体外受精で受精卵が得られない場合に行います。
注入用のマイクロピペット内に精子を1個吸入後保持ピペットで固定した卵子の細胞質内へ直接精子を注入します（卵細胞質内精子注入法）。

顕微授精に用いる卵子は、採卵後通常の体外受精と同様に3～4時間ほど前培養を行います。
その後、hyaluronidaseという酵素の入った溶液中で卵丘細胞を除去し、さらに先端の細いピペットで顕微操作ができる程度に残っている卵丘細胞を除去します。その後、精子を卵細胞質内に注入します（卵細胞質内精子注入法）。