Ở một số bệnh nhân GTMTT ghi nhận có một số bất thường như: thể tích tinh hoàn nhỏ, rối loạn sinh tinh do sự thay đổi mô học của tinh hoàn, bất thường của tinh dịch đồ, giảm nồng độ testosterone và thay đổi nhiều hormon khác.
Viêm tinh hoàn, viêm mào tinh hoàn: sốt cao, ớn lạnh, có cảm giác đau và sưng đỏ tại tinh hoàn, vùng bìu, đùi, háng, có thể đi tiểu ra máu... là những triệu chứng điển hình của bệnh viêm tinh hoàn, viêm mào tinh hoàn. Viêm mào tinh hoàn có thể xảy ra bởi một nhiễm trùng như viêm tuyến tiền liệt, viêm niệu đạo... nhưng nguyên nhân chủ yếu gây viêm mào tinh hoàn là hệ quả của các bệnh nhiễm trùng lây truyền qua đường tình dục, đặc biệt là bệnh lậu và nhiễm Chlamydia, chủ yếu xảy ra ở nam giới có độ tuổi từ 19 - 35 tuổi. Nếu không được phát hiện và điều trị kịp thời, viêm mào tinh hoàn cấp tính sẽ chuyển thành viêm mào tinh hoàn mạn tính, co rút của tinh hoàn bị ảnh hưởng (teo tinh hoàn) và có thể dẫn đến vô sinh ở nam giới.
Xoắn tinh hoàn: Xoắn tinh hoàn là một bệnh lý cực kỳ nguy hiểm. Tình trạng xoắn tinh hoàn xảy ra khi cuống của tinh hoàn bị xoắn quanh trục gây ra hiện tượng tắc nghẽn một phần hoặc tắc nghẽn toàn bộ mạch máu dẫn đến tinh hoàn khiến máu không được lưu thông đến túi tinh gây nên cảm giác sưng đau. Nếu không được điều trị sớm có thể khiến tinh hoàn bị hoại tử và phải cắt bỏ. Trong vòng 6 giờ, nếu có sự can thiệp kịp thời sẽ bảo vệ đến 90% chất lượng tinh hoàn. Sau 12 giờ, tỷ lệ chỉ còn 50% và sau 24 giờ, khả năng giữ lại tinh hoàn chỉ còn 10%. Do đó, xoắn tinh hoàn chính là nguyên nhân lớn gây hiện tượng vô sinh ở nam giới.
Khối u và ung thư tinh hoàn: U tinh hoàn là bệnh hiếm gặp nhưng rất nguy hiểm vì có tới 90% trường hợp là ung thư. Bệnh diễn tiến âm thầm qua nhiều năm nên rất khó phát hiện sớm. U tinh hoàn là bệnh xuất hiện ở cả người lớn và trẻ em, chủ yếu ở độ tuổi từ 25 - 50. Triệu chứng dễ nhận thấy là cảm giác đau tức bất thường ở tinh hoàn, nặng, sưng ở bìu, sờ có mảng cứng hoặc u cục, tinh hoàn to ra hay nhỏ đi một cách bất thường. Nếu được chẩn đoán sớm và điều trị đúng cách, bệnh có khả năng chữa khỏi. Trong trường hợp không được điều trị kịp thời, các tế bào ung thư sẽ phát triển và di căn rất nhanh ra các bộ phận xung quanh, gây tổn hại tới khả năng sinh sản và nguy hiểm đến tính mạng của người bệnh.