培养沙眼衣原体以诊断相关感染，这是目前最可靠的方法。沙眼衣原体能在多种标本中生长，包括鼻咽或咽后壁拭子、气管和支气管吸出物以及肺泡灌洗液等。对于新生儿的沙眼衣原体肺炎，除了上述标本培养外，还可以采用眼结膜划痕培养和（或）涂片直接荧光法。通过沙眼衣原体特异性单克隆抗体鉴定分离物，以确保准确诊断。
聚合酶链反应（PCR）技术的应用，为沙眼衣原体的诊断提供了极大的帮助。PCR能够检测上述标本中的沙眼衣原体DNA，具有高度的敏感性和特异性。PCR检测也需要注意质量控制，以避免出现假阳性结果。
微量免疫荧光试验（MIF）是目前世界上最常用的沙眼衣原体血清学诊断方法。特别是对于新生儿和婴儿沙眼衣原体肺炎的诊断，MIF试验具有独特的优势。由于新生儿和婴儿体内存在高水平的非母体血清IgM，因此MIF试验能够检测到这些抗体。当MIF试验的IgG≥1∶512和（或）IgM≥1∶32时，可初步诊断为近期感染。排除类风湿因子（RF）假阳性干扰后，诊断的准确性更高。双血清抗体滴度4倍以上的变化，也支持近期感染的诊断。
在诊断过程中，肺部X线检查也是重要的辅助手段。沙眼衣原体感染的患者，肺部X线常常表现为间质浸润，也可能出现支气管肺炎或网状、结节阴影等特征。这些症状的变化有助于医生对病情的判断和制定治疗方案。通过综合各种检查结果和患者的临床表现，我们能够做出准确的诊断，为患者提供有效的治疗。
