La mobilité est assurée par le mouvement du flagelle, capable d'assurer au spermatozoïde une propulsion au travers de fluides de viscosité très variable (plasma séminal, glaire cervicale, sécrétion utérine et tubaire). La tête du spermatozoïde tourne sur elle-même le long d'une trajectoire hélicoïdale.

Selon, l'OMS la mobilité des spermatozoïdes est répartie en quatre classes:

0: spermatozoïdes statiques
1: spermatozoïdes mobiles, mais non progressifs
2: spermatozoïdes à progression lente
3: spermatozoïdes à progression rapide

Un sperme est dit asthénique lorsque le taux de formes progressives (classe 2+3) est inférieur à 50%. On parle alors d'asthénozoospermie.

Les facteurs qui peuvent agir sur la mobilité sont la durée d'abstinence, l'absorption excessive d'alcool, l'exposition des testicules à la chaleur (sauna, position assise prolongée, etc... ), la présence d'une varicocèle, une infection (Chlamydia, Mycoplasma et Ureaplasma, ...), la prise de certains médicaments et drogues (comme la marijuana).

Dans certains cas, une cause génétique peut être à l'origine d'une malformation de l'axonème, responsable du mouvement du flagelle. Le diagnostic du syndrome (syndrome de Kartagener) qui accompagne cette malformation est difficile. Toutefois, l'absence de mouvement des spermatozoïdes accompagne souvent d'autres problèmes, tels que bronchites et sinusites chroniques et situs inversus (inversion des organes internes).

Récemment des programmes informatiques ont été développés dans le but de calculer de manière plus précise les vitesses des spermatozoïdes. Ces appareils, désignés par l'acronyme CASA (Computer Assisted Sperm Analyser), sont de plus en plus utilisés. car leur contribution dans le diagnostic de certaines infertilités masculines se précise.
Système CASA: la caméra vidéo est connectée à un ordinateur
 

L'ordinateur est capable d'identifier chaque spermatozoïde et de suivre son déplacement. Le chemin parcouru est alors représenté sur l'écran par un trait dont la couleur dépend de la vitesse

Exemple d'une image écran obtenue après une mesure de vitesse