多数衣原体引起的疾病可根据临床症状和体征确诊。但对早期或经症患者，须行实验室检查来帮助诊断。
（一）直接涂片镜检
沙眼急性期患者取结膜刮片，Giemsa或碘液及荧光抗体染色镜检，查上皮细胞浆内有无包涵体。包涵体结膜炎及性病淋巴肉芽肿，也可从病损局部取材涂片，染色镜检，观察有无衣原体或包涵体。
（二）分离培养
用感染组织的渗出液或刮取物，接种鸡胚卵黄囊或传代细胞，分离衣原体，再用免疫学方法鉴定。
（三）血清学试验
主要用于性病淋巴肉芽肿的辅助诊断。常用补体结合试验，若双份血清抗体效价升高4倍或以上者，有辅助诊断价值。也可用ELISA、凝集试验。
（四）PCR试验
设计不同的特异性引物，应用多聚酶链式反应可特异性诊断沙眼衣原体，具有敏感性高，特异性强的特点，现被广泛应用。
