Варикоцеле является наиболее распространенной причиной бесплодных мужчин. В норме, кровь притекает к яичкам через артерии, и вытекает через сеть мелких вен, которые впадают в длинную вену, идущую вверх через всю брюшную полость. Направление кровотока по венам следует всегда вверх, к сердцу. Ряд односторонних клапанов в венах предотвращает  обратный ток крови к яичкам. Причиной варикоцеле является неадекватная работа односторонних клапанов венозных сосудов яичка. Обратный ток крови, приводящий к депонированию, растяжению и расширению мелких вен вокруг яичка, является причиной варикоцеле, запутанной сети кровеносных сосудов, или иначе называемым, варикозным расширением яичниковых вен. Варикоцеле встречается гораздо чаще (примерно 80-90%) в левом яичке, чем в правом, вследствие некоторых анатомических факторов, включая (1), угол, под  которым левая тестикулярная вена впадает в левую почечную вену, (2) отсутствие эффективных антирефлюксных клапанов в месте соединения тестикулярной вены и почечной вены, и (3) увеличенное давление в почечной вене за счет ее компрессии между верхней брыжеечной артерией и аортой (например, эффект  ”щипцов для орех”). Также важно отметить, что одностороннее варикоцеле часто может повредить противоположное яичко. До 35-40% мужчин с ощутимым левым варикоцеле в действительности имеют двустороннее варикоцеле, которое обнаруживается при осмотре. Хотя варикоцеле встречается примерно в 20% от общего мужского населения, оно гораздо более распространено среди мужчин с нарушенной детородной функцией (40%). На самом деле, варикоцеле является наиболее распространенной причиной снижения сперматогенеза и снижение качества спермы. У 60 % больных варикоцеле отмечают нарушение сперматогенной функции яичек. У 40% мужчин, обследуемых по поводу бесплодия, обнаруживают варикоцеле. Варикоцеле легко обнаружить при тщательном медицинском осмотре и удалить оперативным вмешательством. У 50% мужчин с варикоцеле обнаруживается нарушение качества спермы, но остальная часть мужчин с варикоцеле способны к зачатию. Для объяснения аномалии сперматогенеза при варикоцеле были предложены следующие теории:

• высокая температура в яичках в результате венозного застоя
• ретроградный поток токсических метаболитов из надпочечников и почек
• застой крови с зародышевой эпителиальной гипоксией
• изменения в гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси.

Последние экспериментальные данные продемонстрировали двустороннее увеличение в обоих яичках потока крови и с изменением температуры, которые приводят к нарушению  сперматогенеза. К сожалению, по крайней мере, 25-40% бесплодных мужчин имеют идиопатическое бесплодие, т.е. причины бесплодия не могут быть идентифицированы.