Bereits das Aussehen des Spermas wird beurteilt. Eine Farbabweichung des Ejakulats kann ein Hinweis auf eine Infektion sein. Das Volumen eines Samenergusses sollte insgesamt nicht weniger als zwei Milliliter betragen. Unter dem Mikroskop wird das Sperma genau beurteilt. Die Samenzellen werden mit einer speziellen Methode gezählt, als normal gilt eine Konzentration von wenigstens 20 Millionen Spermien pro Milliliter Ejakulat. Mindestens 25 Prozent der Spermien sollten schnell beweglich sein, oder 50 Prozent sollten sich zumindest langsam fortbewegen. Ebenfalls sollte nicht ein zu großer Anteil der Spermien deformiert sein. Werden Bakterien oder übermäßig viele andere Zellen (z. B. weiße Blutkörperchen) neben den Spermien gefunden, so kann dies ein Krankheitshinweis sein.
Weitere Parameter werden in der Laboruntersuchung des Spermas ebenfalls überprüft. Dazu gehören der pH-Wert, die Konzentration einiger Substanzen wie Fructose (Fruchtzucker) und Zink sowie das Vorhandensein von Antikörpern, die gegen die Spermien gerichtet sind (MAR-Test).
Um aufgrund möglicher Abweichungen ein zuverlässiges Ergebnis der Spermauntersuchung zu erhalten, muss der Test nach frühestens vier Wochen wiederholt werden.
