無精子症の診断には、少なくとも3回以上の厳密な精液採取および分析検査が必要であり、1回の無精子症検査で常に無精子症と判定されないように、精液採取を行う際には厳重な注意が必要である。
精液採取の際には、精子の動きに影響を与える可能性のある潤滑剤の使用を避けるように注意すること、射精の際には、すべての精液が採取器具に入るように注意すること、精液採取の2～7日前から性交渉を控えること、精液採取の間隔を少なくとも2週間、3週間以内とすることなどが必要である。
また、無精子症と逆行性射精は区別する必要があり、逆行性射精は性行為後に尿を採取して精子の有無を調べることで診断する必要がある。
そのため、一度の検査では無精子症を判断することはできず、さらなる検査と診断が必要である。