Σε επιλεγμένες περιπτώσεις ανδρών με αζωοσπερμία, είναι δυνατή η λήψη σπερματοζωαρίων με μικροχειρουργικές τεχνικές και στη συνέχεια η γονιμοποίηση με ICSI των ωαρίων που έχουν ληφθεί από την γυναίκα. Οι πιο συχνά εφαρμοζόμενες τεχνικές είναι η μικροχειρουργική αναρρόφηση σπέρματος από την επιδιδυμίδα (MESA, microsurgical epididymidal sperm aspiration), η ανοιχτή βιοψία όρχεων (TESE, testicular sperm extraction), και η αναρρόφηση με βελόνα σπέρματος από τους όρχεις (TESA, testicular sperm aspiration). Οι τεχνικές αυτές έχουν δώσει θεαματικά αποτελέσματα και επιτυχίες σε περιπτώσεις αζωοσπερμικών ανδρών που σε άλλες εποχές θα έπρεπε να καταφύγουν στην χρησιμοποίηση σπέρματος δότη.