Ove metode se koriste kod azospermije, nepostojanju spermatozoida u ejakulatu. Liječenja ovog teškog oblika neplodnosti muškarca provodi se kod tzv. opstruktivne azospermije (sjeme se proizvodi, ali ne izlazi) ili pak kod pacijenata kod kojih je biopsijom testisa utvrđeno prisustvo spermatozoida. Način dobijanja spermatozoida je nešto drugačiji, ali je postupak mikroinjekcije (ICSI) nakon dobijanja sjemena isti.

Spermatozoide možemo dobiti sljedećim metodama:

  • perkutana (kroz kožu) punkcija i aspiracija tkiva testisa ili epididimisa – PESA/E
  • otvorena punkcija i aspiracije tkiva testisa – TESA/E
  • mirkohirurškom punkcijom  i aspiracijom epididimisa – MESA postupak

Kod neopstruktivne azospermije vrše se genetske ili biokemijske pretrage da se utvrdi da li postoje praktične mogućnosti i najmanje šanse iskoriste za dobijanje vlastitog  sjemena. Ako se sjeme ne dobije predlaže se donacija sjemena.