第二代试管婴儿，也就是卵胞浆内单精子显微注射(intracytoplasmic sperm injection ,ICSI)，是胚胎学家在倒置显微镜下用显微操作系统抓住一条形态学表现正常的精子，同时固定住一个成熟的卵母细胞，准确无误的将精子注射到卵细胞内，人为地完成精卵结合的过程。相对于第一代试管婴儿技术，ICSI操作跨越了精子运动，顶体酶释放，颗粒细胞消化，精卵结合，透明带反应等一系列步骤，特别是大大降低了对于完成受精过程所需的精子数量的要求（从百万的数量级降低到个位数），是目前男性不育患者最佳的助孕手段。
ICSI技术适应症
严重的少、弱、畸精子症；
不可逆的梗阻性无精子症；
生精功能障碍（排除遗传缺陷疾病所致）；
免疫性不育；
常规体外受精失败；
精子顶体异常；
需接受植入前胚胎遗传学检查治疗的患者。
