Morfologija tiesiog reiškia biologinio subjekto išvaizdą ir struktūrą. Todėl spermos morfologija yra tyrimas, kaip sperma atrodo po mikroskopu. Nesveikai atrodantys spermatozoidai gali būti pažeisti, todėl morfologiniai duomenys gali padėti nustatyti vaisingumo problemas.
Normalią spermą sudaro trys pagrindinės dalys. Uodega varo spermatozoidus, leidžia jai judėti ir, jei pasiseka, prieiti prie kiaušinėlio. Vidurinė dalis pritvirtina galvą prie uodegos. Galvos viduje yra genetinė medžiaga, reikalinga apvaisintam kiaušiniui suteikti pusę chromosomų, kad susidarytų embrionas.
Žmogaus spermatozoidas paprastai turi ilgą ploną uodegą, ploną vidurį ir ovalo formos galvą. Tai yra optimali spermatozoidų morfologija, leidžianti naršyti vyrų sėklidėse, makšties gleivėse ir moters reprodukcinėje sistemoje. Jėga, kurią sukuria uodega ir galvos forma, taip pat padeda laimėjusiam spermatozoidui įsisukti į kiaušinėlį apvaisinti.
Jei sperma neturi tokios optimalios formos, ji gali būti nepalanki, kai reikia atlikti pagrindinę funkciją – patekti į kiaušialąstę. Štai kodėl vaisingumo specialistai tiria šviežią kliento spermą. Sveikų vyrų viename ejakuliate gali būti daug nenormalios formos spermatozoidų, tačiau tol, kol yra tinkamos morfologijos spermatozoidų, galimybė pastoti vaiką neturi įtakos.
Būtent tada, kai dauguma mėginyje esančių spermatozoidų yra nenormalios formos, gali kilti vaisingumo problemų. Kiekviena spermos dalis gali būti nenormali. Pavyzdžiui, galva gali būti neįprastai didelė arba juokingos formos. Sperma gali turėti net daugiau nei vieną galvą. Vidurinė dalis gali būti nenormalios formos, o uodega gali būti susuktos formos arba ryškaus įlinkio. Viename spermatozoide taip pat gali būti dvi uodegos. Užtepus dėmę, negyvi spermatozoidai atrodo kitaip, nes dėmė patenka tik į negyvas ląsteles.
Nenormalūs spermatozoidai gali atsirasti dėl rimtos gamybos problemos arba dėl žalos po gamybos. Nuolatinės būklės paprastai nepagydomos, tačiau laikinos spermos morfologijos problemos gali būti išspręstos gydant pagrindinę ligą. Galimų gydomų būklių pavyzdžiai yra narkotikų vartojimas, infekcijos ar kraujotakos sutrikimai sėklidėse.
Be spermos morfologijos, tipiškas vaisingumo tyrimas įvertins, kaip gerai sperma gali judėti, o tai taip pat labiau techniškai vadinama judrumu. Analitikas taip pat patikrina, kiek spermatozoidų yra mėginyje, palyginti su normaliu kiekiu. Net jei viename mėginyje yra reikšminga nenormalios spermos morfologijos problema, po kelių savaičių kito tyrimo rezultatas gali būti normalus.