Các mẫu tinh trùng có chất lượng cực yếu là các mẫu có mật độ tinh trùng dưới 1 triệu/ml tinh dịch, hoặc là tinh trùng thu được từ phẫu thuật. Với các mẫu tinh trùng như vậy cần có phương pháp đông lạnh đặc biệt, vừa tăng khả năng.

Trữ lạnh tinh trùng là phương pháp giúp bảo quản tinh trùng trong thời gian dài bằng cách đặt mẫu vào môi trường nitơ lỏng ở nhiệt độ khoảng -196°C. Ở mức nhiệt này, các hoạt động của tế bào gần như "tạm dừng", giúp tinh trùng được bảo quản trong nhiều năm mà vẫn có thể sử dụng khi cần cho các phương pháp hỗ trợ sinh sản. Quá trình này được thực hiện bởi nhiều công đoạn phức tạp và đòi hỏi sự tỉ mỉ, cẩn thận, quy trình nghiêm ngặt để nhằm đảm bảo cho chất lượng tinh trùng khi đưa vào sử dụng.