Når det gjelder fertilitet, er Klinefelters syndrom ofte assosiert med redusert spermproduksjon eller azoospermi (fullstendig fravær av sperm) på grunn av nedsatt spermatogenese. Imidlertid er det en rekke variasjoner i fruktbarhet blant berørte individer. Noen menn med Klinefelters syndrom kan ha lave sædceller, men fortsatt være i stand til å bli gravide naturlig.
Hvis en mann med Klinefelters syndrom er i stand til å produsere sæd og vellykket befrukte et egg, er det en sjanse for at han kan bli far til et barn uten Klinefelters syndrom. Dette er fordi det ekstra X-kromosomet i farens celler ikke alltid går videre til avkommet. Under meiose, prosessen med celledeling som produserer sædceller, kan kjønnskromosomene segregere på forskjellige måter. Det er 50 % sjanse for at en mann med Klinefelters syndrom vil produsere sædceller med det normale X-kromosomet, noe som kan resultere i et barn uten syndromet.
Det er imidlertid viktig å merke seg at risikoen for å få et barn med Klinefelters syndrom eller andre kromosomavvik fortsatt er høyere for en mann med Klinefelters syndrom sammenlignet med en mann med en typisk XY-karyotype. Genetisk rådgivning anbefales for personer med Klinefelters syndrom som vurderer foreldreskap for å diskutere potensielle risikoer og reproduktive alternativer.