探索其发生的原因，比较明确的有先天性遗传因素如克氏征，该类患者通常比正常男性多了一条X染色体，还有些患者存在Y染色体上与生育相关的基因片段的缺失，这些用过目前的检查都可以明确。还有些后天性的原因，例如曾患有病毒性腮腺炎并发睾丸炎，接受过肿瘤的化放疗，核辐射等。而大多数患者目前还没法明确具体的致病原因。
为了明确诊断，患者要进行一系列检查，精液常规，精浆生化，性激素5项，生殖系统B超，常染色体，Y染色体微缺失，这些检查可以对无精子症进行大致分型。睾丸穿刺或活检可以明确诊断，两者都是创伤较小的诊断性操作，但是睾丸穿刺仅仅反应有无精子的情况，而睾丸活检不仅可以提供有无精子的诊断，还可以提供病理学诊断。
