Mikro TESE ise, TESE ameliyatının ileri bir yöntemidir. Mikro TESE ameliyatında üroloji uzmanı testislere mikroskopla bakar, sperm üretimi olan bölgeleri tespit eder ve sadece o bölgelerden doku alır. Böylece hem sperm bulma şansı arttırılmış olur, hem de baba adayından alınan doku sayısı azaltılmış olur.

Sperm tahlili ile menide hiç sperm hücresine rastlanmadığı zaman testislerden ameliyatla birden fazla bölgeden parça alınarak (biyopsi) incelemeler yapılır. Burada amaçlanan, spermin neden menide olmadığını açıklamaktır. Sperm zaten baba adayının testisinde üretilmediği için menide de görülemiyor olabilir, ya da biyopside sperm hücresi bulunursa testislerde üretim olmasına rağmen kanallardaki problemler nedeni ile menide görülemiyor olabilir.

TESE işlemi ile testislerde spermin üretildiği bölgeler bulunmaya ve buradan eşinin yumurtalarını döllemesi için mikroenjeksiyon işleminde kullanılmak üzere sperm hücreleri aranır. Bunun için, her iki testisten birkaç odaktan birkaç milimetre boyutunda parçalar alınarak sperm varlığı araştırılır.

Mikrotese ise mikroskop altında sperm üretilen tüplerden sperm bulma işlemidir. Bu yöntemle tıkanıklığa bağlı olmayan yani sperm yapımında problem olan olgularda bile %36-%68 arasında sperm bulma şansı vardır.

Mikrotese yöntemi ile daha az testis dokusu ile her biyopside sperm bulma şansı artar. Yani klasik TESE işlemine göre bu şans daha yüksektir. Ayrıca diğer bir avantajı biyopsi yapılırken testis dokusu bölgesindeki damar yaralanmalarını en aza indirir ve küçük parçalarda embriyoloğun daha kolay sperm bulmasına yardımcı olur.