引起病理性睾丸变小的原因很多，最常见的有慢性消耗性疾病、内分泌障碍（甲状腺、脑垂体机能减退）、持续高热、服用大量雌性激素、病毒性睾丸炎（如腮腺炎并发睾丸炎）、睾丸梅毒等。这些病症均可使睾丸萎缩，以致于体积小于正常。

病理性的睾丸萎缩变小，通常是因曲细精管的精原细胞或精母细胞容易受累，当这些细胞发生萎缩，不能生长精子，或受到损害不能产生正常的精子时，就表现为睾丸萎缩体积变小。

另外，往往伴有不育症；但是，因为具有分泌雄性激素的间质细胞较少累及，所以一般不影响男性生殖器官和男性副特征的发育（比如胡须生长、音调变低、喉结突出、肌肉发达等），从临床实际情况来看，睾丸严重萎缩以致发生不育症者并不多见。

睾丸萎缩是否伴有生育机能障碍，可以进行精液显微镜检查。如果每毫升精液内，精子数低于二千万至六千万个，且活动机能减退，形态不正常，就应考虑是不育症。

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