开头，医生会对患者的病史进行全面了解，包括个人健康状况、家族病史、生活习惯、既往疾病、手术史等。附带一提，医生还会询问有关性功能、生殖器官发育情况以及是否有过睾丸外伤等问题。这是最基本的检查步骤之一，通过显微镜观察精液样本中的精子数量、形态和活动能力。
对于无精症患者，首次精液分析结果可能显示精子浓度极低或完全缺乏精子。如果连续多次精液分析均未发现精子，则需进一步深入检查。内分泌系统对男性的生育能力起着至关重要的作用。由此，需要检测血液中的激素水平，是促卵泡生成素、黄体生成素、睾酮等关键激素。这些指标可以反映睾丸的功能状态，并帮助判断是否存在下丘脑垂体睾丸轴的功能障碍。某些类型的无精症与遗传因素密切相关，如克氏综合征或Y染色体微缺失等。通过染色体核型分析、基因测序等方式，可以识别潜在的遗传异常，为后续治疗提供依据。
影像学手段有助于评估生殖系统的结构完整性。常用的检查方法包括：
超声波检查：用于观察睾丸、附睾、输精管等部位的形态和大小。磁共振成像或计算机断层扫描：当怀疑存在隐匿性病变时，可采用更高级别的影像技术进行详细检查。当上述检查无法明确原因时，睾丸活检是诊断无精症的重要手段。通过取少量睾丸组织进行病理学检查，可以直接观察生精细胞的数量和质量，确定是否存在生精障碍及其具体类型。部分无精症可能是受制于输精管道阻塞所致。
此时，可以通过以下几种方式来评估输精管道是否通畅：
经直肠超声波检查：用于检查前列腺、精囊腺及射精管的情况。逆行射精试验：适用于怀疑有逆行射精问题的患者。输精管造影术：通过向输精管内注入对比剂并拍摄X光片，以直观地显示输精管道的状态。少数情况下，无精症可能与自身免疫性疾病有关。所以，有必要检测血液中的抗精子抗体水平，剥离免疫因素招致的精子生成障碍或运输受阻。最近一段时间，一些新的生物标志物被用于辅助诊断无精症。
例如，检测血清中的遏制素B水平可以帮助评估睾丸生精功能；而α糖苷酶活性测定则可用于判断附睾的功能状态。根据临床实践，一般按照以下顺序逐步开展检查：
1. 初步评估与病史采集
2. 精液分析
3. 内分泌功能测试
4. 遗传学筛查
5. 影像学检查
6. 睾丸活检
7. 输精管道通畅性检查
8. 免疫学检查。