據報道，在已婚夫婦中有近10-15％的夫婦不能自然生育，而且該比例有上升趨勢，其中男性不育因素佔到50％。以往對於男性不育症的治療多侷限於藥物治療，各種偏方多如牛毛，真正有明確效果的卻鮮有報道。當輔助生殖技術出現後，患者在藥物治療效果不佳時就只能選擇輔助生殖技術來生育後代。長期以來，男性不育症的治療方法並沒有多大的進步，直到二十世紀初，顯微外科技術被美國康奈爾大學的李石華教授系統引入中國，中國的男科醫生積極開展男性不育顯微外科技術，才使男性不育症的治療方案出現了革命性的變化。
顯微外科手術是針對男性不育的病因進行治療，以實現自然受孕或幫助受孕，這不同於輔助生殖技術，通過人工技術促進精子和卵子的結合來實現受孕。顯微外科手術可以治療2大類男性不育症病因：（1）精子生成障礙，如顯微鏡下精索靜脈結紮術和睪丸顯微取精術；（2）輸精管道梗阻，如顯微鏡下輸精管吻合術和顯微鏡下輸精管附睪吻合術。由於輸精管道非常纖細，肉眼無法清楚辨認，因此只有藉助手術顯微鏡才能實現精細的手術操作，達到良好的手術效果。超過70％的男性不育因素可以通過顯微外科手術來治療。顯微外科手術非常精細，任何的操作不當都可能影響手術效果，因此，顯微外科醫生需要經過嚴格而規範的理論和手術培訓。
精索靜脈曲張是男性不育病因中最常見的一種，影響男性精液質量導致不育。精索靜脈曲張在普通男性人群中的發病率為15％，而在不育人群中發病率更高，約佔原發性不育的40％，佔繼發性不育的70％。這是一種可以通過手術治療來糾正的疾病。泌尿外科醫生通常採用高位結紮或腹腔鏡下結紮，也可取得一定的效果，但術後併發症常見，如睪丸鞘膜積液、術後復發等。而顯微鏡下精索靜脈結紮術可以保留睪丸動脈和淋巴管，徹底結紮靜脈，因此術後的併發症極少，但效果卻最好。顯微鏡下精索靜脈結紮術被稱為精索靜脈曲張的“金標準”手術。據報道，術後精液質量的改善率可達60％-80％左右，而配偶懷孕率達30％-60％左右。術後要求短期內避免劇烈運動，一般需要觀察至少半年，定期複查精液質量。
輸精管道梗阻是男性無精子症的常見原因之一，約佔無精子症的40％，其中部分輸精管梗阻和附睪梗阻可以通過顯微外科手術來治療。輸精管結紮是輸精管梗阻的最常見原因，在西方國家輸精管結紮是常用的男性絕育方式，而在中國較少見。在我國，附睪梗阻是最常見的梗阻原因，可能與生殖道感染有關。多數的泌尿外科醫生對附睪梗阻缺乏清楚的認識，一般需要藉助生殖系統的體格檢查和超聲檢查來診斷。顯微鏡下輸精管附睪吻合術是治療附睪梗阻的有效手段，也是男性不育顯微外科手術中最具技術含量的手術。人的輸精管內徑約為300μm，附睪管內徑約為150μm，所用縫線的直徑小於15μm，約為頭髮絲的1/4，指紋的1/10-1/20。因此，如果不借助手術顯微鏡，將視野放大一定的倍數，就無法實現如此精細的手術。據報道，通過顯微鏡下輸精管附睪吻合術，50％-90％的無精子症患者的精液中可再次查到精子，配偶懷孕率達20-40％。術後患者要求1個月內禁止性生活，3個月內避免劇烈運動。一般隨訪1-2年。如果手術不成功考慮試管嬰兒。
非梗阻性無精子症是男性不育症中最難治療的一種，約佔無精子症的60％，通常是由於各種原因導致睪丸生精功能障礙，如先天性原因、腮腺炎、隱睪、腫瘤後的放化療等。藥物治療難以恢復睪丸的生精功能。以往對於這類患者只有採用精子庫的供體受精或者領養。20世紀90年代末，國外學者藉助手術顯微鏡，發現這類患者睪丸區域性的曲細精管內含有精子，分離出來用於試管嬰兒獲得成功。從此，這項技術在生殖中心得到廣泛推廣，40-60％的非梗阻性無精子症患者通過這種手術獲得精子，從而得到親生的孩子。術前患者需要全面評估遺傳學問題，如染色體和Y染色體，以發現可能存在的遺傳學疾病。通過這種手術可使部分患者獲得遺傳學上親生的後代。
通過顯微外科手術可使部分男性不育症患者得到有效治療，甚至達到自然受孕。顯微外科手術可使患者避免輔助生殖技術所帶來的經濟負擔和對女方可能的生理影響。但顯微外科需要與輔助生殖技術相結合，為達到良好的手術效果，需要選擇合適的患者，手術醫生需經過嚴格規範的培訓。
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