培养沙眼衣原体最可靠的方法是培养沙眼衣原体。采集鼻咽或咽后壁拭子、气管和支气管抽吸物以及肺泡灌洗液等样本进行培养。新生儿沙眼衣原体肺炎可通过结膜刮片和/或涂片直接荧光法(DFA)检测。该分离物可以通过沙眼衣原体种特异性单克隆抗体进行鉴定。

聚合酶链式反应测试有助于诊断，但应注意质量控制，防止假阳性结果。

微量免疫荧光试验(MIF)是沙眼衣原体的国际标准和最常用的血清学诊断方法，尤其适用于新生儿和婴儿沙眼衣原体肺炎的诊断，因为它可以检测到儿童血清中存在高水平的非母体IgM抗体(不穿过胎盘屏障)。血清学标准为:MIF试验IgG≥1∶512和/或IgM≥1∶32，排除类风湿因子(RF)引起的假阳性后，可诊断为近期感染，双血清抗体滴度升高4倍以上。

x线显示间质浸润、支气管肺炎或网状、结节状阴影。