Menide sperm olmadığı veya menideki spermin kalitesi ya da canlılığının çok düşük olduğu durumlarda kanallardan, epididimden veya testisden sperm cerrahi yollarla elde edilebilmektedir. Bu işlemler hastanın ağrı yada acı hissetmemesi için lokal ve genel anestezi altında yapılmaktadır. Hastanede yatış gerektirmeden hasta aynı gün taburcu olmaktadır.

- Obsrtuktif azoospermi denilen testislerde sperm üretiminin olduğu fakat kanallardaki tıkanıklık nedeniyle spermin meniye geçmediği durumlardaPESA (epididimden iğne ile sperm elde edilmesi) ya da TESA (testislerden iğne ile sperm eldesi) yapılmaktadır.

- Non obstruktif azoospermi denilen testislerde sperm üretim problemine bağlı olarak menide sperm görülemeyen durumlarda TESE (testisten biyopsiler alarak sperm aranması) ya da micro TESE (mikroskop eişliğinde testislerde sperm üretimi olabilecek alanların taranması ile sperm elde edilebilmektedir. Bu işlemlerle sperm bulunması ihtimali %50′dir.TESE spermleri ile ilk gebelik 1995′de elde edilmiştir.

Bu işlemler sonrası hafif ağrılar ve hassasiyet olabilmektedir, fakat genellikle 24-48 saatte geriler. İşlem sonrası enfeksiyon ve kanama riski mevcuttur. Bu sebeple işlem sonrası sıkı iç çamaşırı giyilmesi önerilmektedir.

Cerrahi yoldan elde edilen spermler ICSI tekniği ile matür yumurtaya enjekte edilmektedir. Cerrahi olarak elde edilen spermlerin veya testiküler dokunun fazlası dondurularak saklanabilmektedir. Böylelikle mükerrer kereler cerrahi işlem yapılmasına gerek kalmaz. Sperm bulunamadığında yumurta toplama işlemi iptal edilmektedir. Şimdiki bilgiler dahilinde en ileri teknik olan micro TESE işlemi ile sperm bulunamadığında yapacak bir şey kalmamaktadır.