Een man met het Klinefelter-syndroom heeft een extra kopie van het X-chromosoom, wat resulteert in een karyotype van 47,XXY. Deze chromosomale afwijking kan verschillende aspecten van de fysieke ontwikkeling van een individu beïnvloeden, inclusief de voortplantingsfunctie.

Wat de vruchtbaarheid betreft, wordt het Klinefelter-syndroom vaak geassocieerd met verminderde spermaproductie of azoöspermie (volledige afwezigheid van sperma) als gevolg van verminderde spermatogenese. Er is echter sprake van een grote variabiliteit in de vruchtbaarheid onder de getroffen personen. Sommige mannen met het Klinefelter-syndroom hebben mogelijk een laag aantal zaadcellen, maar kunnen nog steeds op natuurlijke wijze een kind verwekken.

Als een man met het Klinefelter-syndroom sperma kan produceren en met succes een eicel kan bevruchten, bestaat de kans dat hij een kind kan verwekken zonder het Klinefelter-syndroom. Dit komt omdat het extra X-chromosoom in de cellen van de vader niet altijd wordt doorgegeven aan het nageslacht. Tijdens de meiose, het proces van celdeling dat sperma produceert, kunnen de geslachtschromosomen op verschillende manieren scheiden. Er is een kans van 50% dat een man met het Klinefelter-syndroom sperma produceert met het normale X-chromosoom, wat kan resulteren in een kind zonder het syndroom.

Het is echter belangrijk op te merken dat het risico op het krijgen van een kind met het Klinefelter-syndroom of andere chromosomale afwijkingen nog steeds groter is voor een man met het Klinefelter-syndroom dan voor een man met een typisch XY-karyotype. Erfelijkheidsadvies wordt aanbevolen voor personen met het Klinefelter-syndroom die ouderschap overwegen om de mogelijke risico's en reproductieve opties te bespreken.