ICSI is een techniek die door dokter Gianpierro Palermo werd ontwikkeld aan de Vrije Universiteit te Brussel, België. De eerste zwangerschap door ICSI kwam tot stand in 1991, en de baby werd geboren in 1992. Anno 2005 zijn er wereldwijd al meer dan 400.000 kinderen geboren na bevruchting via ICSI.
ICSI is een techniek die aangewend wordt in geval van ernstige mannelijke onvruchtbaarheid, waarbij er weinig normaal sperma teruggevonden wordt. ICSI is ook vaak de gebruikte techniek wanneer er weinig eicellen gewonnen kunnen worden, om zich ervan te verzekeren dat de kans op bevruchting optimaal is. Ingeval van donoreicellen zal men vaker overgaan tot ICSI om de slaagkansen op bevruchting zo hoog mogelijk te houden. Ook bij herhaaldelijk mislukte pogingen tot bevruchting met in-vitrofertilisatie (IVF) zal men zijn heil zoeken bij ICSI.
Voor het kunnen uitvoeren van ICSI is het nodig het geslachtscel van man en vrouw te isoleren. Bij de man gebeurt dit door het opvangen van ejaculaat, meestal na masturbatie, in een recipiënt. De spermacellen worden vervolgens onder de microscoop geëvalueerd en een normaal gebouwde, beweeglijke spermacel wordt geïsoleerd. De staart wordt manueel onbeweeglijk gemaakt met behulp van een micropipet. De vrouwelijke geslachtscel (eicellen) worden uit de ovaria (eierstokken) geprikt na hyperstimulatie door hormonen. Eigenlijk ondergaat de vrouw dezelfde behandeling als gebruikelijk is voor in-vitrofertilisatie (IVF). De eicellen worden na de pick-up uit de eierstokken onder de microscoop bekeken en ontdaan van hun cumuluscellen. Dit proces gebeurt deels manueel met een micropipet, deels enzymatisch. Wanneer zowel de vrouwelijke als mannelijke geslachtscel geprepareerd zijn, wordt een spermacel in de pipet opgezogen, waarna de pipet door de wand van de eicel heen wordt geprikt, alwaar de spermacel in de eicel wordt injecteerd. Ook in de dierenwereld zoekt men steeds vaker toevlucht tot ICSI om in geval van bedreigde diersoorten het voortbestaan van de soort trachten veilig te stellen. Omdat er zo drastisch wordt ingegrepen op het bevruchtingsproces, wordt een deel van het natuurlijke selectieproces tijdens de voortplanting omzeild. Onderzoek gebeurt dan ook naar het voorkomen van neonatale afwijkingen bij ICSI-kinderen. Het vermoeden rees immers dat het percentage afwijkingen bij ICSI-kinderen hoger zou liggen dan bij een normale populatie. Onderzoek wees uit dat er geen verhoogd risico bestaat op zware neonatale afwijkingen bij ICSI in vergelijking met IVF. Wel stelde dezelfde onderzoeksgroep in een ander onderzoek vast dat er een correlatie bestaat tussen nieuw gevormde chromosomale afwijkingen en de ernst van de afwijkingen van het sperma.
Cryopreservatie of het invriezen van embryo's is mogelijk na IVF en ICSI. Hierbij worden de embryo's 3 tot 6 dagen na de bevruchting snel diepgevroren met vloeibaar stikstof. Op een later tijdstip kunnen deze ingevroren embryo's ontdooid worden en teruggeplaatst in de baarmoeder met het oog op zwangerschap. Ongeveer de helft van deze embryo's komt levend uit het proces van cryopreservatie. Ook sperma kan ingevroren worden en nadien gebruikt worden voor ICSI. Eicellen kunnen niet ingevroren worden, daar zij dit proces niet lijken te kunnen overleven. De wetenschappelijke verklaring hiervoor is nog niet gevonden. Wanneer eicellen met een deel van het eierstokweefsel worden gecryopreserveerd, blijken ze wel overlevingskans te hebben. In 2004 raakte de eerste vrouw -op natuurlijke manier- zwanger na het herinplanten van haar eigen eierstokweefsel na.