女性性染色體是兩條X染色體，男性性染色體是壹條X染色體和壹條Y染色體。精子和卵子的染色體攜帶遺傳基因，記錄著父母傳遞給子女的遺傳信息。同樣，當性染色體異常時，也可形成遺傳病。染色體異常約占男性不育的2% ~ 21%，尤其是少精子癥和無精子癥。
國內某研究機構檢查了704例不育男性，發現染色體異常49例，占6.96%。49例中，少精子癥7例，無精子癥42例。國外數據顯示，如果每毫升精子數低於2000萬，9 2%的人染色體異常；如果小於10萬，則12 1%為異常；無精子癥高達21 1%。因此，生精障礙越嚴重，染色體異常的可能性越大，進而可引起生精障礙和不育。
以下不孕情況應檢查染色體:①無精子癥。②少精子癥，每毫升少於2000萬個精子。③畸形精子超過50%。④睪丸體積小於12ml。⑤兩性畸形。⑥第二性征發育不良。⑦女方有反復流產史。(8)妻子有生育畸形嬰兒史。
染色體異常是指染色體數目異常，染色體結構畸變，如染色體斷裂、缺失、倒位、易位等。染色體異常引起男性不育，以性染色體異常最常見，常染色體異常也可引起不育，但少見。
在性染色體中，克萊恩(Kline？費爾特綜合征是最常見的。在這類患者中，由於睪丸發育過程中多余X染色體的影響，生精小管上皮出現玻璃樣變和纖維化，導致無精子癥。其核型為47，XXY，少數為嵌合46，XX/47，XXY。據報道，約10%的男性不育癥有這種核型。
XYY綜合征:核型為47，XXY，男性發病率為1/750。表型和生殖器官為男性，精液中無精子或僅有少量精子，壹般無生育能力。
46、XX男性綜合征:表現型為男性，核型為正常女性，故又稱性反轉。乳房發達，胡須毛發缺失，陰莖小，睪丸小，所以不能或只能產生少量精子，所以不能生育。