Lo spermatozoo maturo si forma nel corso di un processo di sviluppo che dura circa 70 giorni.
Il precursore dello spermatozoo è detto spermatide.

Possiamo distinguere due stadi di evoluzione dello spermatide:

- spermatide rotondo, che è uno stadio morfologicamente non differenziato
- spermatide allungato, in cui si possono identificare quelle modifiche che porteranno alla morfologia finale dello spermatozoo.

In alcuni pazienti azoospermici, i processo di formazione degli spermatozoi viene alterato, determinando l'arresto dello sviluppo allo stadio di spermatide rotondo o di spermatide allungato. La motivazione di questo arresto non è ancora stata spiegata completamente, ma si pensa dipenda da problemi genetici che di fatto bloccano il processo. Ci sono poi casi in cui l'azoospermia dipende per esempio da cure radioterapiche o chemioterapiche, da infezioni, da patologie endocrine, da criptorchidismo.

Sono state messe a punto pertanto delle tecniche per il recupero e l'utilizzo a fini ICSI degli spermatozoi immaturi. Attualmente però esistono a tale proposito problematiche tecniche non risolte e ci si interroga sui risultati di questa procedura.

L'indentificazione di uno spermatide rotondo è piuttosto complessa e c'è il rischio che venga iniettata nell'ovocita una cellula che non è uno spermatide. La tecnica iniettiva stessa inoltre richiede una competenza molto elevata. La percentuale di gravidanze evolutive è piuttosto bassa.

Si osservano alti tassi di mancate fecondazioni, di mancati impianti, di aborti precoci. Ma una delle problematiche che tuttora rimane poco chiaro riguarda le implicazioni genetiche di queste tecniche. La trasmissione di anomalie riguardanti specificatamente la fertilità non sembra aumentata rispetto alla ICSI con spermatozoi maturi, mentre si osserva un aumento delle casistiche di problemi legati al "genomic imprinting", ossia di quel processo di differenzianzione di alcuni geni, che avviene durante la maturazione dei gameti maschili e femminili. L'assenza o l'alterazione di questo processo può provocare anomalie nel nascituro.
Usando spermatidi immaturi non è possibile stabilire se questo processo di maturazione si è compiuto.