MikroTESE ameliyatı genel anestezi ile yapılmaktadır. Bu sayede hastalarda işlem boyunca herhangi bir rahatsızlık hissi meydana gelmemektedir. Operasyon için ilk önce skrotumun orta hattından bir kesi yapılmaktadır. Bu sayede testislerde sperm üretiminin gerçekleştirildiği bölgelere erişim sağlamak mümkün hale gelmektedir. Sonrasında ise birkaç küçük kesi atılarak doku alınır. Doku çıkarıldıktan sonra mikroskop altında sperm araması yapılmaktadır. Canlı sperm bulunduğunda hemen döllenme için kullanılabilmektedir. Sperm hücresi alındıktan sonra skrotumda açılan kesi kapatılarak ameliyat sonlandırılır. Hastalar genellikle aynı gün evine gitmektedir. Gündelik hayata geri dönüş ise yaklaşık olarak 1 – 2 haftayı bulabilmektedir.

MikroTESE ameliyatının süresi kişiden kişiye değişiklik göstermektedir. Ameliyat süresi sperm hücresinin bulunması ile direkt olarak alakalıdır. Sperm hücresinin bulunması için incelenen doku miktarı arttıkça ameliyat süresi de uzar. Alınan her doku mikroskop altında detaylı bir şekilde incelenmektedir. MikroTESE ameliyatları ortalama olarak 2 saat civarında sürmektedir.

MikroTESE ameliyatı için hastaların bazı kriterleri karşılamaları gerekmektedir. Bu işlem tıkanıklığa bağlı olmayan azospermi hastaları için uygundur. Yapılan hormon testlerinde kanında yeterli miktarda testosteron seviyesi bulunan hastalar operasyon için ideal hastalar arasında yer almaktadır. Çünkü kandaki testosteron seviyesinin yüksek olması testislerin fonksiyonlarının varlığı anlamına gelir.

Sperm üretimi erkeklerde bulunan Y kromozomundaki AZF bölgesi tarafından ve bu bölgede yer alan a, b, c alt bölgelerinde düzenlenir. A, B ya da her üç alt bölgenin de bulunmaması durumunda vücutta sperm üretiminin gerçekleşmesi mümkün değildir. Bu hastalarda sonuç alınamayacağı için mikroTESE ameliyatının yapılmasına da gerek yoktur.

Her ne kadar mikro TESE ameliyatı oldukça güvenilir bir ameliyat olsa da tüm operasyonlarda olduğu gibi bazı riskler barındırır. İşlemden sonra ameliyat alanının açılması, kanaması ya da enfeksiyon oluşması bu risklerden bazılarıdır. Ayrıca testislerde ağrı ve rahatsızlık hissi de meydana gelebilmektedir. Bu ameliyatlarda testis dokusuna zarar verme oranı hiç yok denecek kadar azdır. Ameliyat esnasında sperm bulundurma olasılığı olan testis bölgeleri 25 kata kadar büyütülebilmektedir. Bu sayede ameliyatı alanı detaylı bir şekilde görülebilmektedir. Görüntülerin aşırı miktarda büyütülmesi operasyonu gerçekleştiren uzman hekimin daha kolay çalışma yapmasına olanak sağlar. Bu durum ameliyatın güvenli bir biçimde gerçekleşmesine katkıda bulunur.