Com um microscópio especial, hoje é possível ampliar a imagem dos pequenos espermatozóides em até 16 mil vezes. Com isto, pode-se detectar uma série de anormalidades não identificáveis aos microscópios comuns. Sabe-se, por exemplo, que a presença de vacúolos (pequenas cavidades) na cabeça dos espermatozóides está associada a uma pior qualidade seminal. Esta avaliação tem se mostrado especialmente útil nos casos de homens com espemograma alterado ou para os casais que se submeterão a uma fertilização in vitro pela técnica de ICSI. Neste caso, é possível analisar com maior detalhamento e escolher os espermatozóides que serão usados para a fecundação. Quanto maior for a qualidade do espermatozóide e do óvulo a serem unidos no momento da fecundação, maior a possibilidade de ocorrer um normal desenvolvimento embrionário e, logo, maiores as chances de engravidar.

Exame de diagnóstico por imagem solicitado para avaliar o aparelho reprodutor masculino, principalmente alterações nos testículos ou nos vasos sanguíneos que os nutrem (pesquisa de varicocele, por exemplo).

Exame que quantifica o percentual de espermatozóides que contém anomalias no seu DNA. Quanto maior for este percentual, maior será o comprometimento do material genético e, portanto, pior será a qualidade do sêmen.

Através da coleta de sangue é possível avaliar a produção de vários hormônios. Os mais comumente dosados são: Testosterona, FSH e LH.

Nos casos de ausência de espermatozóides no sêmen ejaculado (azoospermia), pode ser necessária uma punção ou biópsia dos testículos para verificar se há ou não há a produção de espermatozóides.