Menide az spermi olan veya yeterli sayıda spermi olmasına rağmen spermlerin yumurtayı dölleyemediği vakalarda mikroenjeksiyon tedavisi uygulanır.

Bu işlemde de yumurtaların uyarılması ile aynıdır. Mikroenjeksiyon’un tüp bebekten ayrılan kısmı aşılama basamağıdır. Mastürbasyon ile erkek eşten elde edilen meni örneği özel işlemlerden geçirilerek mikroenjeksiyon için hazırlanır. Menide hiç sperm hücresi olmayan vakalarda ise sperm hücreleri erkek üreme kanallarından (MESA) veya testis (yumurta) dokusundan elde edilir (TESE). MESA ve TESE, bir ürolog ile birlikte gerçekleştirilen küçük cerrahi işlemlerdir.

Sperm hücreleri ve yumurtalar laboratuarda hazırlanır. Hareketsiz spermlere hücre içi metabolizmasını hızlandıran kimyasallarla hareketlilik sağlanır ve böylelikle mikroenjeksiyonda canlı spermlerin kullanılması mümkün olur. Ayrıca olgunluğu tamamlamamış sperm hücreleri mikroenjeksiyon işleminden önce laboratuarda zenginleştirilmiş besi yerlerinde ve inkübatörler içinde bekletilerek olgunlaştırılır.

Tam olgunluğu ulaşmış yumurtaların kullanıldığı mikroenjeksiyon tedavisinde tek bir sperm özel bir mikroskop ve mikromanipülatörler aracılığı ile olgunlaşmış tek bir yumurta içine enjekte edilir. Enjekte edilen yumurtalar embriyo gelişimini sağlamak için geliştirilmiş besi yerleri içinde anne vücut ortamına benzer ortam sağlayan inkübatöre yerleştirilir. Mikroeneksiyondan sonra döllenme ve embriyo gelişimi tüp bebek işlemi gibidir.