最初的试管婴儿技术是将精子和卵子在体外结合让其受精，然后将受精卵移植到患者的子宫或输卵管内，让病人怀孕的一种方法。这种体外受精和胚胎移植技术可以用来治疗输卵管阻塞的女性不孕，但是对精子数量不足或缺乏的男性因素造成的不孕束手无策。1992年，比利时医生成功地将单个精子用一微小的玻璃管在显微镜下直接注入卵子里面。让卵子受精而产生了受精卵。这枚受精卵移植后使患者怀孕，生出了正常小孩，这是男性不育治疗的一个里程碑。这项技称为显微授精技术，又叫卵胞浆内单精子注射技术。它通过显微操作仪和注射针将一个精子直接注射到成熟的卵细胞内。显微授精技术由于增加了卵子在体外操作的时间，而且显微授精技术对卵子进行了”微创手术”，从理论上增加了创伤的风险。因此在实际临床工作中，显微授精技术操作只适合于那些重度少、弱、畸形精子症患者或之前有过常规体外受精失败经历的患者，由其它原因导致的不孕不育，原则上采用常规体外受精方法。由于显微授精从1992年才开始使用，是一种相对比较新的技术，所以无法得到新生儿未来健康和生育相关的数据。但一些研究报道已证明，通过移植显微授精产生的胚胎出生的婴儿患有先天性疾病的比例与正常怀孕出生的小孩无差别。早期发育(身高、体重、头围等)和神经系统的发育(包括智力状况)也无差别，但是假如造成男性不育的原因是家族遗传的，那么他们的男性后代可能在成人后还会出现生育问题。这方面还有待进一步研究。尽管存在这些问题，显微授精法仍然是一种治愈严重男性不育的先进方法。