Варикоцеле может вызвать патологические изменения в яичках, которые влияют на выработку сперматозоидов, что приводит к снижению подвижности сперматозоидов, морфологической незрелости сперматозоидов и увеличению количества акромегалических сперматозоидов. Было установлено, что это связано со следующими факторами: задержка крови в варикозных венах, которая влияет на выработку сперматозоидов, повышая местную температуру яичек. Застой крови влияет на кровообращение в яичках, лишая яички необходимого количества питательных веществ и кислорода, что влияет на выработку спермы. Обратный кровоток в левой внутренней семенной вене приводит метаболиты, выделяемые надпочечниками и почками, такие как стероиды, катехоламины и 5-гидрокситриптамин, к яичкам. Стероиды могут подавлять сперматогенез, катехоламины могут вызывать хроническую токсичность в яичках, а 5-гидрокситриптамин может вызывать вазоконстрикцию, вызывая преждевременную гибель незрелых сперматозоидов и приводя к мужскому бесплодию. Эти факторы также могут влиять на эндокринную функцию мезенхимы яичек и нарушать сперматогенез. Варикоцеле с левой стороны также может повлиять на функцию правого яичка. Здесь имеется богатый анастомоз яичковых вен с обеих сторон, и токсины в крови с левой стороны могут перемещаться в правую сторону и влиять на производство спермы в правом яичке.