هنگامی که در حداقل دو آزمایش اسپرموگرام آزواسپرمی (نبودِ اسپرم در مایع منی) دیده شود، پزشک بیضه‌ها را معاینه می‌کند و سطح هورمون‌های FSH و LH در خون اندازه گیری می‌شود. اگر سطوح این هورمون‌ها نرمال باشد و بیضه‌ها نیز در معاینه وضعیت مطلوبی داشته باشند، عمل نمونه برداری از بیضه (TESE) انجام می‌شود تا مشخص شود که آزواسپرمی مربوط به اختلال تولید در بیضه‌ها است یا انسدادی است.

همچنین گاهی در صورت وجود شواهد اختلال تولید اسپرم در بیضه‌ها، مانند افزایش FSH و یا کوچک بودن بیضه‌ها در معاینه، نمونه برداری از بیضه (TESE) انجام می‌گیرد تا مشخص شود برای انجام ICSI در بافت بیضه اسپرم وجود دارد یا خیر. در صورت وجود اسپرم مناسب و با صلاحدید پزشک، بافت بیضه منجمد و نگهداری می‌شود تا در صورت لزوم از آن استفاده شود. برای عمل TESE روی پوست کیسه‌ی بیضه شکاف داده می‌شود (در اتاق عمل) و به کمک میکروسکوپ جراحی با مشکلات روی کپسول بیضه (تونیکا آلوژینه) از نقاط مناسبت ر بافت بیضه نمونه برداری می‌شود.

 نمونه برای بررسی سیتولوژی به جنین‌شناسی و برای بررسی پاتولوژی به آزمایشگاه ارسال می‌گردد. شکاف روی کپسول بیضه و لایه‌های کیسۀ بیضه نیز با بخیه زدن ترمیم می‌شود.