A Agência de Protecção Ambiental dos EUA estudou as concentrações de esperma nas últimas décadas, com um declínio de 50% na concentração de esperma entre 1940 e 1990, e não só o mesmo em estudos desde 1995, com seis estudos mostrando um declínio de 16-32% na concentração de esperma ao longo do tempo e três estudos não encontrando nenhum declínio significativo no esperma. Embora se tenha verificado um declínio gradual na qualidade do sémen nos homens, houve pouco efeito no potencial de fertilidade. Verificou-se agora que a redução da qualidade do sémen está mais frequentemente associada a produtos químicos ambientais, mais frequentemente a perturbações endócrinas. As duas substâncias que são agora claramente responsáveis pela redução da fertilidade masculina são os metais pesados chumbo e cádmio e dibromocloropropano de pesticidas. Os metais pesados causam espermatozóides fracos porque podem actuar directamente nas células de suporte testicular, causando uma diminuição na produção de androgénio pelos testículos. As reduções induzidas por pesticidas na contagem de esperma estão associadas à exposição contínua, taxas de gravidez reduzidas em companheiros, e hipoplasia acrossómica do esperma, mas o mecanismo de ocorrência é ainda desconhecido. Os plastificantes (embalagens alimentares, cateteres médicos) e ftalatos nos cosméticos têm sido correlacionados com a qualidade do sémen. Embora doses elevadas induzam as células germinativas dos túbulos espermatogénicos a morrer produzindo azoospermia, estudos não encontraram qualquer alteração na qualidade do esperma ou na fertilidade do útero para a inseminação. Tabaco, álcool, bloqueadores alfa e beta, estatinas e antidepressivos podem afectar a função testicular e causar uma diminuição da qualidade do esperma, mas os efeitos da exposição cumulativa em adultos não estão actualmente a ser considerados. Os indivíduos que já se encontram no limiar da infertilidade masculina podem ser particularmente sensíveis aos danos ambientais, e a elevada exposição a álcool ou a estatinas pode afectar a espermatogénese e a maturação. Nos modelos animais, os fetos machos expostos a níveis elevados de desreguladores endócrinos (ftalatos) durante a gestação podem alterar o seu desenvolvimento reprodutivo, levando a um aumento da incidência de criptorquidia, hipospadias, e displasia epidídimal. Por outro lado, a exposição ambiental, por si só, não é susceptível de perturbar o desenvolvimento reprodutivo masculino. O ácido dibromoacético, um subproduto dos desinfectantes da água potável, reduz a fertilidade dos espermatozóides no epidídimo caudal dos ratos e também provoca hipoplasia acrossómica dos espermatozóides nos coelhos. Em relação aos animais modelo, os testículos humanos produzem um menor número de espermatozóides e espermatozóides de menor qualidade na ejaculação do que outros animais, pelo que uma substância tóxica que não é prejudicial para os animais modelo pode prejudicar gravemente a função testicular ou epidídima e, assim, tornar um macho fértil infértil.