睾丸活检术即睾丸活体组织检查术，有助于鉴别是生精功能障碍引起的无精子症，还是生殖管道梗阻引起的无精子症，并且可以诊断和估计生殖内分泌紊乱及受体分布的情况，是男性不育症最重要的检查手段之一，对男性不育症的诊断、分型、治疗和预后判断均有重要价值。
1、切开法活检
阴囊皮肤消毒后，局部麻醉，用手固定接受检查的睾丸，使表面的阴囊皮肤绷紧，选择血管少的部位，做1-2cm左右的切口，切口垂直通过皮肤、内膜及鞘膜。睾丸白膜作“∧”形切口，长约0.5cm，轻轻挤压睾丸，使睾丸实质暴露，取一丁点儿睾丸组织作为标本，送病理做病理组织检查。手术时严格消毒，认真操作，一般不会引起感染、血肿或疼痛。少数病人于取睾丸组织后短期内精子数量下降，约需4个月可逐渐恢复。
切开皮肤及睾丸，取出睾丸中的曲细精管，这样取采非常完整，能够准确反应睾丸的生精功能，不出现检查的误差，结果可靠。不过此检查方法创伤大，需要做皮肤，睾丸白膜的切开，术后需要缝合拆线，给患者带来更多的痛苦和不便。此检查方法虽然准确，但由于痛苦大，患者对手术有恐惧感等，所以临床不便于开展。
2、穿刺法
用穿刺用的针管和针头，在常规消毒皮肤并麻醉后，将穿刺针经阴囊皮肤穿刺刺入睾丸，抽出针芯，抽吸针管获得少许睾丸组织，然后拔出穿刺针，若一次抽出的组织过少，则可不同部位多次抽吸，结束后包扎穿刺部位，将睾丸组织送检。
此方法与切开法比较损伤小，痛苦小，不需要做缝合，它的不足是针吸细胞学检查只能得到少数组织细胞，看不到组织的整体结构，所以不能准确反应睾丸生精功能，有出现假阳性和假阴性的误差，检查的结果不可靠，容易误诊。
3、睾丸活组织钳穿刺取材法
先用1‰新洁尔灭消毒皮肤后，用2%或1%普鲁卡因进行精索神经阻滞麻醉，每侧10ml，以减轻睾丸固定和挤压时的不适感。固定睾丸后用碘酒消毒穿刺处，以无血管区作浸润麻醉及深层麻醉，然后用输精管剥离钳选择无血管区刺入皮肤和内膜，扩大刺入孔至0.7cm左右，深达睾丸鞘膜表面，再以剥离钳尖端刺破睾丸鞘膜壁层和脏层（睾丸白膜）深达0.5cm，再以撑开钳分开至0.5-0.7cm小口，同时用固定睾丸的手指略微挤压睾丸，使睾丸组织从小口突出出来，迅速拔出睾丸内的剥离钳，用眼科手术剪取睾丸小组织块，留送活检。
4、快速睾丸活检
具体操作是应用特殊器械在不切开睾丸的情况下取出完整的睾丸组织。这样既有穿刺法损伤小的优点，又有切开法检查非常准确的优点。并且避免了上述方法的不足，此操作速度快（数秒钟内完成手术，是常规睾丸活检手术时间的二百分之一），痛苦小，术中无出血，无需缝合和拆线，术后恢复快，取得组织完整完全附合病检要求。现在已经应用快速睾丸活检法给上千例无精子症患者做了检查，结果非常准确，熟练的操作加上简便的方法，使患者的痛苦降到了最小。