世界衛生組織（WHO）規定，夫婦同居1年以上，未採用任何避孕措施，由於男方因素造成女方不孕者，稱為男性不育。
男性不育不是一個疾病診斷，而是一個症狀描述，是許多不同異常的相同表現。男性不育的原因很多，常見的原因有以下幾種：生殖道感染、內分泌因素、免疫異常、遺傳學因素、精索靜脈曲張，超過10%的不育不能從醫學水平解釋，30%-40%的患者發病原因不明，即特發性男性不育症。
近年來，隨著男科學和輔助生殖技術的快速發展以及相關檢測技術的進步，男性不育的實驗室診斷項目越來越全面，包括：
精液常規分析精液微生物檢查精子功能檢查精子形態學檢查精子免疫學檢查精漿生化檢查性激素檢查遺傳學和分子生物學檢查
精液分析描述的不是病因診斷，精液質量提示的只是病情的嚴重性。精液分析，並不能準確區分患者是否具有生育能力，因而開展分子和遺傳檢測對患者的診斷和治療具有重要意義。
男性不育診斷的目的是：
評估患者的生育能力、需找病因並判斷預後決定那些患者是具有潛在可治療的病因那些患者難以治療卻可以進行輔助生殖發現輔助生殖種可能影響後代健康的遺傳異常即使應用輔助生殖技術也不能解決，只能進行供精人工授精或者領養發現潛在的威脅健康和生命的疾病或異常。導致男性不育的主要的遺傳學因素有三點，一個是染色體的非整倍體/異常，一個是Y染色體微缺失，還有一個是單基因缺陷。
5%的男性不育患者是由於染色體數目異常引起的，也是是無精和嚴重少精（<20million/mL）最主要的原因。
Klinefelter症候群：又稱為先天性睪丸發育不全症，47，XXY（85%)，47，XXY和46，XY的嵌合體（15%），曲細精管玻璃樣變而致無精症，發病率1/500，大多數克氏症患者伴有無精症，少部分少精或睪丸活檢可見精子。
XYY綜合症：多了一條y染色體，在男嬰中發生率為千分之一到千分之四。
XXmales：從核型上看是一個女性的核型，但是他在X染色體上有一定Y染色體的基因片段，由Y染色體上一個SRY基因置換到了X染色體上，導致女性的核型可以後天生成男性生殖器官，但是沒有精子產物。
45x與46，XY嵌合體：表現出一定程度的生殖器發育異常或無精症這樣的現象。
y染色體微缺失是男性不育的第二大遺傳學病因，與配偶的習慣性流產有一定的關係。人類Y染色體構成人類基因組的2% ，由短臂(Yp )和長臂(Yq)構成。Y染色體上含有對睪丸決定和睪丸分化過程起重要作用的基因和基因家族 ，其長臂微缺失與男性生精功能障礙有密切關係。
控制精子生成的基因被稱為AZF ( azoospermia factor, AZF) ，定位於Yq11，把這些基因或基因簇稱為無精子因子。AZF基因為多基因家族，主要包括 AZFa、AZFb、AZFc和AZFd區。
男性Y染色體上AZF家族可發生多個位點的缺失或突變，其中任何一個位點的缺失都可導致精子生成障礙。在男性不育患者中，Y染色體微缺失發生率約為10%～15%，無精子症、嚴重少弱精子症、少精子症患者AZF微缺失檢出率分別為18%、14%和4%。
關於Y染色體微缺失的機制說法不一，主要認為：①Y染色體在精子發生過程中，由於胚細胞快速分裂，與卵子發生過程相比具有更多突變機會；②Y染色體不能像常染色體一樣進行DNA修復；③所有Y染色體基因都是單倍體，故一個基因缺失就能發生效應。
精子發生是一個複雜的生理過程。生殖細胞從精原幹細胞到精細胞進行有秩序的增殖、分化而產生精子，受到大量基因調控。因此，除AZF區外，Y染色體長臂的SMCY基因、短臂上的SRY、ZFY和TSPY基因也都與精子發生有關。如果上述基因發生缺失或表達異常同樣會造成精子發生障礙或性腺發育障礙。
在正常人群中，存在著各種染色體的恆定微小變異，主要表現為同源染色體之間在形態結構，帶紋寬窄和著色強度等方面存在著明顯的差異，稱為染色體多態性（chromosome polymorphism）。多態性在群體中的發生率約為2.6%。Y 染色體多態性通常表現為大Y和小Y兩種變異形式，其判斷標準是以同一分裂相中Y染色體與18號及21號染色體相比較，Y≥18號染色體，即為大Y；Y ≤21號染色體，即為小Y。
大Y：同一核型中Y染色體長度>18號染色體，與配偶習慣性流產有關（58%），可能機制：Y染色體上與X同源的基因過多，Y染色體異染色質區過度重複影響與X同源重組，影響有絲分裂，影響某些基因正常表達，導致流產。
小Y：同一核型中Y染色體長度<21號染色體，與無精子症（個例報導）有關：Y染色體上基因排列過於緊密，影響其基因功能的發揮，有待後續研究。
除了Y染色體的拷貝數變異和Y染色體微缺失，再就是一個單基因的突變會導致男性不育，其實涉及到男性不育的基因突變，現在也有很多的研究，包括X連鎖基因突變或者常染色體的基因突變，但是很多基因突變的致病機制還不是很清楚，只有比較少的基因突變才被證實具有臨床意義。
比如說CFTR基因突變是導致先天性輸精管缺如的重要原因。沒有輸精管，患者雖然可以正常產出精子，但是沒有辦法正常排出……
囊性纖維化跨膜傳導調節（CFTR）基因，是一種跨膜介質調節基因，突變後可導致囊性纖維化變性。典型病例表現為陰囊內的輸精管缺損或閉塞（無精子症）。親代存在CFTR基因突變，則子代的患病率可高達50%以上（ICSI要慎選）。
參考資料：崔英霞, 李宏軍, 黃宇烽. 男性不育的遺傳學改變及可能對策[J]. 中華男科學雜誌, 2003(6):462-465.莫曉彬, 李杏. 男性不育症患者與其Y染色體AZF微缺失的相關性研究[J]. 中國醫學工程, 2016(7):17-19.王田園, 肖曉素. Y染色體AZF基因微缺失和男性不育的相關性研究進展[J]. 中國優生與遺傳雜誌, 2009(2):11-13.