Ami a termékenységet illeti, a Klinefelter-szindróma gyakran társul csökkent spermiumtermeléssel vagy azoospermiával (a spermiumok teljes hiánya) a spermatogenezis károsodása miatt. Az érintett egyének termékenysége azonban számos eltérést mutat. Egyes Klinefelter-szindrómában szenvedő férfiaknak alacsony a spermiumszáma, de még mindig képesek természetes úton foganni.
Ha egy Klinefelter-szindrómás férfi képes spermiumot termelni, és sikeresen megtermékenyíti a petesejtet, akkor valószínű, hogy Klinefelter-szindróma nélkül nemzhet. Ennek az az oka, hogy az apa sejtjeiben lévő extra X-kromoszóma nem mindig kerül át az utódokra. A meiózis, a spermiumot termelő sejtosztódási folyamat során a nemi kromoszómák különböző módon szegregálódhatnak. 50%-os esély van arra, hogy egy Klinefelter-szindrómás férfi normális X-kromoszómával rendelkező spermiumokat termeljen, ami a szindróma nélküli gyermeket eredményezheti.
Fontos azonban megjegyezni, hogy a Klinefelter-szindrómás vagy más kromoszóma-rendellenességekben szenvedő gyermek születésének kockázata még mindig magasabb a Klinefelter-szindrómás férfiaknál, mint a tipikus XY kariotípusú férfiaknál. Genetikai tanácsadás ajánlott azoknak a Klinefelter-szindrómás egyéneknek, akik szülővé válást fontolgatnak, hogy megvitassák a lehetséges kockázatokat és a szaporodási lehetőségeket.