1978年世界首例试管婴儿诞生，“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹也因此荣获2010年诺贝尔奖。试管婴儿技术经过多年的发展，已经为众多不孕不育夫妇圆了求子梦想，然而，在这些不孕不育病人中，却有一部分患者无法获益于这一跨时代的技术，这就是非梗阻性无精子症患者所面临的尴尬处境。
无精子症患者大约占了不育症患者的1%，包括梗阻性无精子症和非梗阻性无精子症，其中非梗阻无精子症患者约占无精子症的60%。前者睾丸生精功能正常，可以通过睾丸穿刺或活检取到精子通过试管婴儿技术生育后代；而后者指睾丸功能衰竭，一般药物治疗很难奏效，目前这部分患者只能选择借助人类精子库的精子来生育非自己遗传学的后代。
近年来，睾丸病理学研究显示睾丸精子发生是局灶性和不均一的，即使睾丸大部分生精小管内没有发现精子，也不能排除小部分生精小管内存在精子。对于非梗阻性无精子症患者，睾丸功能虽然严重受损，睾丸穿刺活检可能取不到精子，但是睾丸内可能尚存在部分、局灶性的正常生精组织，这样就可以通过显微取精手术，在高清晰度的手术显微镜下寻找睾丸内的精子，极大提高了找到精子的可能性及精子的采集量。
如今，睾丸显微取精术更加成熟，对精子的数量、质量要求均大为降低。理论上只要获取一个形态正常、活的精子，结合单精子卵胞浆内注射技术就可能受精、妊娠，为此类患者带来了生育后代的希望。
睾丸切开显微取精术的相对适应证为：
（1）非梗阻性无精子症；
（2）单侧睾丸体积≥6ml；
（3）FSH、LH正常或者升高但低于正常值上限的两倍；
（4）染色体核型分析正常，AZF基因无缺失。
若术中能够获取较多精子，还可进行稀少精子冷冻保存，以备在首次治疗周期失败后的下一个周期再次使用；若术中未取到精子或取到的精子不符合辅助生殖治疗，可能需行供精治疗。