Η βιοψία όρχεως με χρήση μικροσκοπίου μπορεί να εφαρμοστεί σε ορισμένες περιπτώσεις όπου η κλασική βιοψία όρχεως δεν είναι αποδοτική. Επειδή η σπερματογένεση είναι εστιακή απαιτούνται πολλαπλές βιοψίες του όρχεως. Στην τεχνική με χρήση μικροσκοπίου γίνεται μια μέση ευρεία τομή στον όρχι, διανοίγεται στα δύο και υπό μικροσκοπικό έλεγχο αναζητούνται περιοχές που μπορεί να εμφανίσουν ώριμα σπερματοζωάρια με τη βιοψία να γίνεται από αυτά ακριβώς τα σημεία. Δεν είναι τεχνική ευρέως διαδεδομένη και έχει τις ενδείξεις της.
