O último recurso é a técnica de ICSI (injeção do espermatozóide dentro do óvulo). Esta técnica é utilizada principalmente em homens que apresentam casos graves de alteração seminal. Os espermatozóides não conseguem se mover ou não alcançam a fusão como óvulo, é necessário o uso do microscópio e do micromanipulador para introduzir um único espermatozóide dentro do óvulo para que ocorra a fertilização. Dois a quatro óvulos fertilizados são transferidos para o útero, para implantacão e gravidez.
A chance de sucesso é em torno de 35% em uma única tentativa e de cerca de 65% em três ciclos.
