A drenagem venosa do testículo (plexo pampiniforme) faz-se através das veias cremastéricas, pudenda externa, diferencial e especialmente as veias testiculares. Existem ramos entre os dois lados.
À direita, a drenagem é num ângulo mais fechado direto para a veia cava inferior. A veia testicular esquerda é mais longa e, após cruzar a artéria mesentérica inferior, desemboca em ângulo reto na veia renal esquerda. Estes detalhes anatômicos, associados à posição ortostática do homem, predispõem ao aparecimento preferencial das varicoceles à esquerda.
A pressão intravascular na veia renal esquerda é maior que na direita por que está comprimida pela aorta e a artéria mesentérica superior. Este fenômeno causa aumento da pressão na veia gonadal esquerda, que pode dilatar e provocar a incompetência das válvulas provocando regurgitação do fluxo sanguíneo em direção do testículo quando se está na posição ortostática.
O plexo venoso no escroto dilata e produz uma plenitude mínima que na manobra de Valsalva amplia para uma grande massa macia escrotal ("bolsa de vermes") que descompacta e desaparece no decúbito.
Varicoceles de início agudo, especialmente à direita, exigem investigação no sentido de descartar processos retro peritoneais com compressão ou invasão da veia cava inferior. (carcinoma de células renais com trombose da Veia Cava Inferior, trombose venosa renal direita com a propagação do coágulo para baixo da VCI, etc.).
Entre as teorias propostas que tentam explicar a gênese da varicocele, os seguintes são mais amplamente aceitos:
A etiologia da formação de varicocele mais provável é multifatorial. Embora as contribuições relativas de aumento da pressão hidrostática e refluxo venoso para o desenvolvimento de varicoceles permaneçam incertas, existem evidências anatômicas e fisiológicas suficientes para concluir que sejam causadoras de lesão.
As veias mais comumente envolvidas são as veias espermáticas internas, mas veias espermáticas externas (cremastérica) também têm sido implicadas no desenvolvimento de varicocele. As veias deferentes não estão envolvidas na gênese desta lesão.