沙眼衣原体是一类在细胞内寄生的微生物，大小约250-450纳米。衣原体不耐热，在室温下迅速丧失其传染性，加温至50℃，30分钟即可将其杀死。
但是衣原体耐寒，-70℃以下能存活数年。四环素、红霉素、氯霉素有抑制作用，而链霉素、新霉素则无效。
沙眼衣原体是革兰氏阴性，圆形或卵圆形，含DNA和RNA以及核糖体，具有由黏肽组成的细胞壁，其结构和组成类似于革兰阴性菌，但细胞壁酸缺少或只含微量，有较复杂、能进行一定代谢活动的酶系统。