Männliche Unfruchtbarkeit hängt vor allem von der Funktionstüchtigkeit und Qualität der Spermien ab. Infolge ungesunder Lebensbedingungen kann es bei einigen Männern zu einer Senkung der Spermienanzahl, zur Verminderung ihrer Beweglichkeit oder zu einem geringeren Vorkommen ihrer richtigen Form und somit zu einer Verschlechterung ihrer Funktionseigenschaften kommen. Diese Spermien können im Folgenden die Fähigkeit verlieren, den Gebärmutterhals zu durchdringen, zu den weiblichen Geschlechtsorganen zu gelangen und eine Eizelle zu befruchten.
Die verschlechterten im Spermiogramm festgestellten Parameter können durch genetische Probleme, Störungen der Hormonproduktion, durch eine autoimmune Erkrankung (Antikörper gegen Spermien) oder aufgrund der Undurchlässigkeit durch die Ausführkanäle der männlichen Geschlechtsorgane verursacht werden.
Zu den Ursachen für männliche Unfruchtbarkeit zählen ebenfalls Störungen bei der Ejakulation, wobei es zu dieser entweder überhaupt nicht kommt oder es zu einer sog. retrograden Ejakulation kommt (Ejakulation in die Harnblase).
Manchmal kann ein Mann an anatomischen Problemen leiden, wie beispielsweise an einer Erweiterung des Venengeflechts im Hoden (Varikozele), bei der es zu einer Erhöhung der Temperatur in den Hoden kommt und damit die Spermienbildung beeinträchtigt wird. Nicht zuletzt beeinflussen auch Entzündungserkrankungen (Chlamydien, Trichomonaden, Ureaplasmen, Mykoplasmen u. Ä.) die Fruchtbarkeit des Mannes.
In vielen Fällen muss die Ursache für die Unfruchtbarkeit überhaupt nicht entdeckt werden (sog. idiopathischer Faktor).