如果附睾穿刺找到大量精子，可確診爲梗阻性無精症。在排除了先天性雙側輸精管缺如後，可考慮進一步手術治療以解除梗阻。附睾梗阻可行附睾-輸精管吻合術。輸精管陰囊段梗阻（包括輸精管結紮術後）可行輸精管-輸精管吻合術。射精管開口的梗阻，可經尿道將射精管口切開。
如果穿刺未找到精子，則需要進一步切取睾丸組織進行活檢。如在活檢組織中找到的精子數量較少，顯微鏡每10個高倍視野下只找到1～2個精子，則可初步認爲生精功能低下。凡活檢能找到精子者，多可通過第二代試管嬰兒來獲得生育，即單精子卵泡內注射（ICSI）治療。
ICSI技術理論上只需男方有1個形態正常的活精子即可完成受精，這使得那些嚴重少弱精、先天性雙側輸精管缺如、無法行手術治療的梗阻性無精症，以及輸精管再通術失敗的患者有了生育的可能。操作前，需要女方進行超促排卵，在排卵期於B超引導下取得卵子後，男方取精，最後由經驗豐富的技術員人工選擇最好的1個精子進行穿刺受精。
由於是人工選擇精子，而並非精子間優勝劣汰的自然選擇，故選擇的精子可能存在一定缺陷。那些具有基因缺陷的患者，如克氏綜合徵患者，睾丸穿刺取精進行ICSI，會將基因缺陷帶給下一代，這就需要在胚胎移植前進行遺傳診斷。目前國內一些技術領先的生殖中心的成功率保持在35%～40%。
