Nell'uomo iI tamoxifene agisce con effetto antiestrogenico a livello ipotalamico occupando il recettore degli estrogeni. Quest'azione induce un aumento della secrezione di GnRH a livello ipotalamico che porta a un successivo aumento del rilascio delle gonadotropine quali l'ormone luteinizzante (LH) e follicolo-stimolante (FSH) da parte dell'ipofisi anteriore che stimolano la secrezione di testosterone. L’aumento di testosterone si traduce in un aumento della densità del liquido spermatico e del numero degli spermatozoi vivi. Il tamoxifene sembra non avere effetto invece sulla motilità e la morfologia degli spermatozoi. Un significativo aumento di questi parametri è stato verificato però solo in uomini affetti da oligozoospermia e oligospermia ma non in uomini normozoospermici.