En este grupo se encuentran los problemas del sistema de regulación hormonal, que son responsables de aproximadamente 10% de los casos de infertilidad masculina.

Nuestro encéfalo tiene una importante función en las hormonas que regulan la producción de espermatozoides (espermatogénesis). Este proceso inicia en una parte del mismo llamada hipotálamo, el cual libera una sustancia conocida como hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) que estimula a la hipófisis (glándula maestra que se encuentra en la base del cerebro) a secretar otras dos hormonas: la folículo estimulante (FSH) y la luteinizante (LH), que son las mismas en hombres y mujeres. En la mujer van a estimular los ovarios y dan lugar a la ovulación, mientras que en el varón estimulan los testículos para producir testosterona y llevar a cabo la producción de espermios.

Las enfermedades que afectan al hipotálamo o a la hipófisis en la producción, mecanismo de regulación y liberación de estas hormonas resultan en baja producción de espermatozoides (oligoespermia) o en la no-producción (azooespermia). A esta condición hormonal se le conoce como hipogonadismo hipogonadotrópico, que es una falla gonadal o del testículo por falta de estímulo hormonal pero que, en general, tiene buena respuesta y posibilidades de resolver mediante terapias de suplementación hormonal.