ICSI ist immer dann angezeigt, wenn die Spermabefunde ergeben haben, dass die Samenzelle voraussichtlich nicht in der Lage ist, „selbständig“ in die Eizelle einzudringen. Wenn bei vorausgehenden IVF-Zyklen eine Befruchtung ausgeblieben ist, begründet dies ebenfalls die Anwendung des ICSI-Verfahrens. Für die Durchführung einer ICSI müssen Eizellen und Spermien speziell vorbereitet werden.

Ein Hochleistungsmikroskop und elektronisch-hydraulisch gesteuerte Instrumentensysteme ermöglichen dann, in jeweils eine, etwa 1/10 mm im Durchmesser große Eizelle, eine mehr als 100mal kleinere Samenzelle einzuspritzen. Nach der Injektion verläuft diese Behandlungsmethode wie das IVF-Verfahren.