En condiciones de condiciones seminales especialmente graves (generalmente menos de 500.000 espermatozoides con buena motilidad postratamiento) o fallos de fecundación previos (porcentaje de fecundación bajo o nulo), se realiza la inyección de un único espermatozoide en el interior del ovocito. En este caso, los ovocitos inyectados serán únicamente aquellos que hayan alcanzado un estado de maduración completa (metafase II).
Algunos ovocitos (alrededor del 2%) se dañan inevitablemente por el procedimiento de inyección y están destinados a no ser fertilizados con este procedimiento. Aproximadamente el 70% de los ovocitos inyectados , por otro lado, darán lugar a una fecundación normal .
Las etapas posteriores de división en blastómeros son las mismas que para la fertilización in vitro.
La ICSI es una herramienta extraordinariamente eficaz , que ha permitido a muchas parejas, en las que el número de espermatozoides era bajísimo o en los que había que sacar el semen del testículo o del epidídimo, poder acceder con éxito a los programas de reproducción asistida. La técnica también es indispensable para la fecundación de ovocitos criopreservados .
En condiciones clínicas particulares o si la muestra de semen recogida el día de la extracción de los ovocitos no es adecuada, es posible, según lo previsto en el consentimiento firmado por la pareja, proceder a una ICSI incluso en las condiciones en las que originalmente estaba prevista la FIV .