La infertilidad afecta aproximadamente al 15% de las parejas en edad fértil en todo el mundo, y en muchos casos la etiología de la infertilidad masculina es desconocida. La evaluación estándar actual del semen es insuficiente para establecer un diagnóstico preciso. Las técnicas de proteómica, como la fosfoproteómica, aplicadas en este campo son una herramienta poderosa para entender los mecanismos que regulan las funciones del esperma, como la motilidad, que es esencial para una fertilización exitosa. Entre las modificaciones post-traduccionales de las proteínas del esperma, esta revisión resume, desde una perspectiva proteómica, el conocimiento actualizado de la fosforilación de proteínas en espermatozoides humanos, como un mecanismo molecular relevante involucrado en la regulación de la fisiología del esperma. Específicamente, se destaca el papel de la fosforilación de proteínas del esperma en la motilidad y, en consecuencia, en la calidad del esperma. Además, a través del análisis de estudios comparativos de fosfoproteómica publicados, se proponen algunas fosfoproteínas espermáticas humanas candidatas asociadas con baja motilidad espermática. A pesar de los notables avances en las tecnologías de fosfoproteómica, el número relativamente bajo de estudios realizados en espermatozoides humanos sugiere que la fosfoproteómica no se ha aplicado en todo su potencial en el estudio de la infertilidad masculina hasta ahora. Por lo tanto, estudios adicionales mejorarán la aplicación de este procedimiento y superarán las limitaciones, aumentando la comprensión de los mecanismos regulatorios subyacentes a la fosforilación de proteínas en la motilidad del esperma y, en consecuencia, en la fertilidad masculina.