A infertilidade afeta 12% da população masculina, e pode ser causada por fatores ambientais ou genéticos. Os distúrbios da diferenciação do sexo (DDS) como a Síndrome de Klinefelter (SK) podem ser detectados precocemente, mas quadros leves podem chegar à vida adulta sem investigação. Os estudos publicados sobre DDS incluem basicamente pacientes na faixa etária pediátrica; adicionalmente, aqueles sobre a etiologia da infertilidade masculina geralmente não incluem DDS na investigação de rotina, exceto a SK. O objetivo deste trabalho foi verificar a proporção de casos de infertilidade masculina que são decorrentes de DDS não diagnosticados. A casuística incluiu 74 homens atendidos de 2010 a 2015 em serviço de referência em DDS por oligospermia ou azoospermia não-obstrutiva. Foram obtidos dos prontuários dados sobre antecedentes familiares, anomalias genitais, volume testicular, exames hormonais, estudos citogenéticos e moleculares. Em 10 casos (14%) o diagnóstico foi compatível com um DDS nos moldes da atual classificação. Dois pacientes tinham microdeleção do Y e quatro apresentaram variantes no gene NR5A1 de significado ainda incerto. Havia ainda quadro sugestivo de DDS em um paciente com uma anomalia de cromossomos sexuais e em outros dez casos 46,XY de etiologia indefinida, todos com hipogonadismo hipergonadotrófico e microrquidia. Esses casos merecem investigação mais aprofundada, incluindo biópsias, que poderia levar ao diagnóstico de DDS nesses pacientes.