Azoospermi; yetersiz hormonal stimülasyon (hipogonadotropik hipogonadizim), spermatogenez anormallikleri veya obstrüksiyon nedeniyle meydana gelebilir. Azoospermik hastanın değerlendirilmesi, azoosperminin spermatogenez eksikliğinden mi yoksa duktal obstrüksiyondan mı kaynaklandığını saptamaya yönelik olmalıdır. Öncelikle, semen örneği santrifüj edilmelidir.

Pellette herhangi bir sperm görülmesi bilateral duktal obstrüksiyonu ekarte ettirir, ve hasta oligospermi yönünden tetkike alınmalıdır. Her ne kadar çok sayıda hikaye ve fizik muayene bulgusu azoosperminin nedeni hakkında öngörüde bulunabilirse de, normal ejakulat volümlü azoosperminin etyolojisini saptamada faydalanılan esas unsurlar vaz deferenslerin bulunması, testis boyutları ve serum FSH'yı içerir.

İlk basamak, vazların bulunup bulunmadığına karar vermektir, çünkü CBAVD obstrüktif azoosperminin yaygın bir nedenidir. CBAVD fizik muayeneye dayanan bir klinik tanı olup, CFTR genindeki bozukluktan kaynaklanır. İleri radyolojik görüntüleme yöntemleri rutinde gerekmez, ama bu hastaların küçük bir kısmında üst üriner sisteme ait anomaliler bulunur ve abdominal ultrasonografi yapılabilir. Böyle olguların büyük kısmında spermatogenez normal olup, testis volümlerinin de normal olması durumunda tedavi planlanmadan önce sadece serum FSH testi ile tetkik edilmeleri yeterli olur.

Eğer hikaye, fizik muayene veya laboratuar çalışmaları spermatogenez bozukluğunu düşündürüyorsa, testis biyopsisi yapılabilir.

Testis volümleri küçük hastalarda primer ya da sekonder testiküler yetmezlik vardır. Bu tanıyı koymak kadar, hem fonksiyonel hem de nonfonksiyonel hipofiz tümörlerini belirleyebilmek amacıyla da testosteron, LH, FSH ve prolaktini içeren serum hormon testleri yapılır. Küçük testis ve normalin iki veya üç katından fazla FSH konsantrasyonu bulunan hastalarda, şiddetli germ hücre yetmezliği vardır ve nihai durumları zayıftır. Bu hastalarda eğer testislerden sperm elde edilmesi ile birlikte IVF düşünülüyorsa, testis biyopsisi yapılmalıdır. Testiküler yetmezliğe bağlı azoospermi bulunan hastalarda, Klinefelter sendromu gibi kromozom anomalilerini ve Y kromozomu üzerinde mikrodelesyonları ekarte etmek amacıyla genetik testler yapılmalıdır. Sekonder testiküler yetmezlikli hastalar hormon ile tedavi edilebilirken, primer testiküler yetmezlik genellikle düzelmez.

Son olarak, vazların bulunduğu, testis volümleri normal ve normal serum FSH düzeyli hastalar spermatogenez bozukluğu ve duktal obstrüksiyon arasında ayrım yapabilmek için testis biyopsisini gerektirirler. Testislerden biyopsi alınırken değil, rekonstrüktif cerrahi sırasında skrotal eksplorasyon yapılırken vazografi de yapılmalıdır. Bir taraf testisi normal ölçülerde, karşı tarafta ise testis yok ya da atrofikse FSH değeri hafif bile yükselmiş olsa testis biyopsisi yapılmalıdır, çünkü daha büyük olan testiste normal spermatogenez bulunabilir. Tek taraflı duktal obstrüksiyon bulunan hastalar tipik olarak normal sperm sayısına ve fertilite potansiyeline sahiptirler. Ancak, obstrüksiyon nedeniyle antisperm antikorlar gelişmiş ise bu geçerli olmayabilir. Nadiren, tek taraflı obstrüksiyon taşıyan hastalar, obstrükte olmamış karşı testisin anormal yapıda bulunması nedeniyle oligospermi ya da azoospermi ile gelebilirler.