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無精子症應進行系列檢查，包括先天檢查例如染色體檢查、Y基因缺失檢查、內分泌檢查，及相關B超檢查附睪腺、睪丸、輸精管等，最主要是精液常規檢查。非梗阻性無精子症，與染色體有關，胎兒時基因片段發生改變，導致基因缺失，最終導 致睪丸生殖功能障礙；梗阻性無精子症，由炎症、輸精管缺失等導致輸出管道中斷。明確病因後需根據不同病因，採取不同治療方式。
無精子症患者的精液檢查，根據WHO第五版的診斷標準，要排除偶然現象，有時患者射精不充分，會出現不太好的情況，建議至少要檢查三次，而且要離心檢查，這樣的結果才能夠做出較明確的診斷。
在無精症病人中，非梗阻性無精子症約佔60%，梗阻性無精子症約佔40%。除Y染色體顯微缺失和AZF基因異常，對於一些原因不明的無精症，臨床上多考慮為非梗阻性無精症。首先給予3個月的診斷性藥物治療，每月在倒置顯微鏡下進行精細的精液檢查。如診斷性用藥的第三次精液檢查仍 未發現精子，應及時進行睪丸穿刺取精做試管嬰兒；如睪丸穿刺未成功取精，可以考慮進行供精人工授精。