Vô tinh trùng có thể được phân thành ba loại chính dưới đây.[3] Một số loại thì ở mức độ thiểu tinh (oligospermia) hơn là vô tinh trùng.

Trước tinh hoàn

Vô tinh trùng trước tinh hoàn là do tinh hoàn và đường sinh dục bình thường về cấu tạo nhưng không được nhận kích tích. Thông thường, nồng độ hormone kích thích nang trứng (FSH) thấp (thiểu năng sinh dục - hypogonadotropic hypogonadism, HH) dẫn đến không đủ kích thích đến tinh hoàn để sản xuất tinh trùng. Có thể bệnh nhân bị suy tuyến yên (vì nhiều nguyên nhân khác nhau), tăng prolactin máu và có chất ức chế FSH ngoại sinh bằng testosterone. Hóa trị có thể ngăn cản sự sinh tinh trùng.[4] Vô tinh trùng trước tinh hoàn chiếm khoảng 2% trường hợp mắc vô tinh trùng.[3] Vô tinh trùng trước tinh hoàn là loại vô tinh trùng không tắc nghẽn.

Tinh hoàn

Tinh hoàn của bệnh nhân có sự bất thường, chẳng hạn như teo, vắng mặt tinh hoàn dẫn đến không thể sản xuất tinh trùng. Mức độ FSH có xu hướng tăng (cường năng sinh dục - hypergonadotropic) do vòng feedback bị gián đoạn (không có feedback ức chế FSH). Tình trạng này được thấy ở 49 đến 93% nam giới mắc bệnh vô tinh trùng.[3]

Nguyên nhân gây ra suy tinh hoàn có thể là do bẩm sinh, do di truyền (ví dụ hội chứng Klinefelter), một số trường hợp tinh hoàn lạc chỗ hoặc hội chứng chỉ có tế bào Sertoli, trường hợp nhiễm khuẩn (viêm tinh hoàn) hoặc phẫu thuật (do chấn thương, ung thư), các tia bức xạ,[4] v.v. Các tế bào mast (dưỡng bào) giải phóng các chất trung gian gây viêm, trực tiếp ức chế sự di chuyển của tinh trùng.[5] Vô tinh trùng tinh hoàn là loại vô tinh trùng không tắc nghẽn.

Sau tinh hoàn

Vô tinh trùng sau tinh hoàn là tinh dịch được sản xuất nhưng không xuất tinh ra được, chiếm 7 đến 51% trường hợp.[3] Nguyên nhân chính là do tắc nghẽn do tác nhân vật lý (vô sinh hoàn tắc nghẽn) đường sinh dục sau tinh hoàn. Lý do phổ biến nhất là thắt ống dẫn tinh được thực hiện để tránh thai.[6]

Vô căn

Vô tinh trùng vô căn là tình trạng không rõ nguyên nhân đối với bệnh này, có thể là do tuổi tác và cân nặng. Ví dụ, một đánh giá năm 2013 đã đưa ra kết quả rằng thiểu tinh và vô tinh trùng có liên quan đáng kể đến sự thừa cân (tỷ số odds 1.1), béo phì (tỷ số odds 1.3) và béo phì (tỷ số odds 2.0), nhưng nguyên nhân tại sao thì vẫn chưa rõ.[7] Đánh giá cho thấy không có mối liên quan đáng kể giữa thiểu tinh và thiếu cân.