第二代试管婴儿是在第一代试管婴儿基础上发展而来的。在做第一代试管婴儿时发现，当精子数量少、精子活力低下或精子畸形时，很难与卵子结合形成受精卵。为了使精子更容易与卵子结合，就利用特殊方法将精子直接注射到卵子中去，直接做成受精卵，由此而产生的胚胎直至婴儿被称为第二代试管婴儿。 这项技术是1992年由比...利时Palermo医生发明，他首次报道应用卵细胞质内单精子注射(ICSI)技术，使一名严重精液异常的男性不育病人获得自己的孩子。这一技术是直截了当把精子放置于卵细胞内，而“豁免”了本应由精子自身完成的穿越透明带并与卵细胞结合的过程。其在医学上简称ICSI技术。这项技术使精子数量少、精子活力差的男性有望提高生育能力，特别使以往注定“断根绝后”的无精子症男子有了拥有自己血肉儿女的可能。 目前，该技术的受精率达到50%左右。单精子注射技术（第二代试管婴儿）的治疗结果基本不受精子质量的影响，而且应用睾丸精子与附睾精子在着床率和临床妊娠率方面无差异。