This study was set out to: i) characterize the morphometry of spermatozoa of M. sanctaefilomenae; and ii) evaluate the effect on the quality of semen by astaxanthin supplementation in the diet. The morphometry of the sperm was analyzed by optical microscopy (nigrosin-eosin staining). Semen quality of 360 fish was evaluated by spermograms (volume, total number, motility and viability). The length of the sperms was 16.83 ± 2.33 μm, the head diameter was 1.93 ± 0.21 μm without acrosome, the midpiece diameter was 0.91 ± 0.23 μm and the length of the flagellum was 13.18 ± 1.76 μm. In fish unexposed to astaxanthin (control group) the seminal volume and the total number of sperms was 2.14 ± 1.55 μL and 6.8x108 ± 29, respectively. The addition of astaxanthin in the diet significantly increased (P < 0.05) these parameters to 3.87 ± 1.06 μL and 13x108 ± 26, respectively. The motility of the sperms and the sperm viability did not differ between both groups (P > 0.05). The results suggest that astaxanthin improves some parameters of the semen quality (volume and total number). This improvement may be attributable to the antioxidant properties (i.e., protection against oxidative stress in testicular cell structures) of astaxanthin.Se caracterizó la morfometría de los espermatozoides del teleósteo Moenkhausia sanctaefilomenae, y se evaluó el efecto de la suplementación del carotenoide astaxantina en la dieta sobre la calidad de semen. La morfometría de los espermatozoides se realizó con microscopia óptica con la tinción de eosinanigrosina vista en fluorescencia. La calidad de semen de 360 peces se evaluó con espermogramas clásicos (concentración, volumen, motilidad y viabilidad). La longitud total del espermatozoide fue de 16,83 ± 2,33 µm, diámetro de la cabeza sin acrosoma de 1,93 ± 0,21 µm, diámetro de la pieza media de 0,91 ± 0,23 µm y longitud del flagelo de 13,18 ± 1,76 µm. En los peces del grupo control, el volumen seminal y la concentración espermática fue de 2,14 ± 1,55 µL y 6,8x108 ± 292,82 respectivamente. La adición de astaxantina incrementó significativamente (P < 0,05) estos parámetros a 3,87 ± 1,06 µL y 13x108 ± 265,56 respectivamente. La motilidad no varió significativamente entre el grupo control (3,14 ± 1,46) y astaxantina (3,50 ± 0,92). Los resultados indicaron una tendencia hacia el incremento de la calidad seminal en el grupo tratado con astaxantina. Este incremento se puede atribuir a sus propiedades antioxidantes que protegen a las células testiculares contra el estrés oxidativo, con lo cual, se mejora el potencial reproductor de esta especie en condiciones de cultivo.