INTRODUÇÃO: O estresse oxidativo é uma das principais questões associado com motilidade diminuída dos espermatozoides, infertilidade masculina e os resultados de reprodução assistida. O óxido nítrico (NO) é um poderoso antioxidante do plasma seminal e modulador de funções sexuais em mamíferos. A principal fonte de óxido nítrico é a enzima endolital NO sintetase (eNOS), que é codificada pelo gene NOS3. Até o momento, foram descritos três polimorfismos na literatura: G894T, T-786C e 4a/4b, porém as publicações apresentaram resultados conflitantes quanto a associação com a infertilidade masculina. OBJETIVO: Investigar a frequência dos polimorfismos (T-786C, G894T, e 4a/b) em homens com infertilidade idiopática e indivíduos do grupo controle e realizar análise de haplótipo. MÉTODOS: Estudo caso-controle composto por 208 homens com infertilidade idiopática (134 oligozoospermia grave e 74 azoospermia não-obstrutiva) e 201 férteis como controles. A detecção dos polimorfismos G894T e T-786C foram realizadas por PCR em tempo real e o polimorfismo 4a/4b por PCR convencional e eletroforese. Os resultados foram analisados estatisticamente e os valores de p<0,05 foram considerados significativos. RESULTADOS: Os resultados revelaram semelhança na frequência dos alelos e dos genótipos dos três polimorfismos entre os grupos de infertilidade idiopática e o grupo controle (p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76; p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76; e p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76, respectivamente para os polimorfismos G894T, T-786C e 4a/4b), independente se eram oligospermicos (p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76; p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76; e p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76, respectivamente para os polimorfismos G894T, T-786C e 4a/4b) ou azoospermicos (p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76; p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76; e p=0.225, OR=1.25, 95% CI=0.89-1.76, respectivamente para os polimorfismos G894T, T-786C e 4a/4b). Na análise de háplotipo também não foi encontrada associação significativa. As freqüências genotípicas estavam em equilíbrio de Hardy-Weinberg em todos os grupos estudados. CONCLUSÃO: Não foi encontrada associação significativa entre o grupo de infertilidade e o grupo controle, considerando a frequência dos polimorfismos estudados.