Intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu (Intracytoplasmic sperm injection - ICSI) tek bir spermin yumurta içerisine enjekte edilmesi işlemidir. Bu yöntem özellikli düşük sperm sayısı ya da spermin yumurta içerisine girememesi gibi çeşitli sperm problemleri sonucu ortaya çıkan kısırlık durumunda yardımcı olabilir. Bu yöntemin başarı oranı, tüp bebek yönteminin başarı oranı ile aynıdır ve tüp bebek tedavisi gören çiftlerin yarısından fazlasına önerilmektedir.
Andre van Steirteghem ve ekibi, Brüksel'deki Vrije Üniversitesi'nde 1992 yılında bu yöntem üzerine çalışıyordu. Tüp bebek yöntemi ile doğan ilk bebek olan Louise Brown'ın doğumundan sonra IVF, kısırlık problemi ile boğuşan pek çok çiftin tedavisinde yer almıştır. Tüp bebek yönteminin özellikle erkekten kaynaklı kısırlık sorunlarında daha az etkili olduğu gözlemlendiğinden ekip, farklı doğum destek yöntemleri üzerine çalışmaya başladı. Van Steirteghem'in ekibi, spermi doğrudan yumurtanın içerisine enjekte etmeyi denedi.
Intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu üzerine yapılan girişimlerin sonuçları, bu yöntemin icadından sonraki her yıl düzenli olarak aynı sonucu verdiğinden bir süre sonra bu yöntem, sadece erkekten kaynaklı kısırlıkla boğuşan çiftlere değil, kadından kaynaklı kısırlık sorununun tedavisinde de kullanılmaktadır. Her ne kadar ICSI yöntemi ile doğan çocuklarda kromozom bozuklukları ve genetik tanımlama sorunları gözlense de, bu tip doğumsal bozuklukların görülme oranı, tüp bebek yöntemi ile gerçekleştirilen doğumlarda görülen oranla aynıdır.