睪丸小的無精子症患者，治療難度較大，可能是睪丸產精能力下降造成的非梗阻性無精子症，可能需要進行顯微取精手術。手術過程是切開睪丸之後，醫生用顯微鏡尋找睪丸組織中有無可產生精子的組織，如果有則提取組織並分離精子，嘗試進行試管嬰兒。此種手術雖然創傷和副作用較好，但是治療效果多數不是特別令人滿意，成功率不是太高，但屬於為數不多的治療方法。

無精子症即男性射出來的精液裡面沒有精子，如果睪丸能夠產生正常的精子，但是運輸不出來，通道被堵塞，稱為梗阻性無精子症。而如果是非梗阻性無精子症，則是因為睪丸功能下降，導致無法產生精子，或者僅能產生極少的精子。如果患者睪丸小，可能是睪丸功能下降，除表現為睪丸產精能力下降，還表現為睪丸體積縮小、性激素異常，可能與曾經的外傷、化療、放療、隱睪、腮腺炎等合併疾病有關，治療難度比較大。