Unbehandelt kann die Pubertät bei Jungen mit Klinefelter-Syndrom verzögert eintreten und mit mehr Schwierigkeiten verbunden sein als bei anderen gleichalterigen Jungen. Eine ausgeprägte Schüchternheit, Unsicherheit, eine geringe Libido und eine verminderte Wahrnehmung der eigenen Männlichkeit können zu seelischen Problemen und Isolation führen. Während bei vielen Betroffenen die Testosteronproduktion bereits während der (dann unvollständig) ablaufenden Pubertät schwindet, so tritt ein regelrechter Testosteronmangel bei den meisten Betroffenen erst im dritten Lebensjahrzehnt ein. Hinweise für einen Testosteronmangel bereits in der Pubertät können z.B. ein ausbleibender Stimmbruch sein. Während der Penis bei Männern mit Klinefelter- Syndrom eine normale Größe haben kann, sind die Hoden in der Regel so groß wie eine kleine Glasmurmel. Durch den Testosteronmangel schließen sich die Wachstumsfugen der Knochen nicht rechtzeitig, sodass bei Betroffenen häufig eine überdurchschnittliche Körperhöhe mit vergleichsweise langen Beinen auftreten kann. Der fehlende/geringe Bartwuchs kann auffallen; auch die Schamhaare und die Behaarung der Achselhöhen ist unterdurchschnittlich ausgeprägt.
Da ein Testosteronmangel zu einem Anstieg von Östradiol führt, entwickelt sich bei ca. 38% aller Betroffenen eine Vergrößerung der Brustdrüsen (Gynäkomastie). Die Muskulatur ist in der Regel so kräftig und es lagert sich vermehrt Fettgewebe im Hüftbereich ab.