1、X线胸片表现：
（1）沙眼衣原体肺炎：双肺广泛间质和肺泡浸润，过度充气征比较常见，偶见大叶实变。
（2）鹦鹉热衣原体肺炎：从肺门向周边，特别向下肺野可见毛玻璃样阴影中间有点状影。
（3）肺炎衣原体肺炎：无特异性，多为单侧下叶浸润，表现为节段性肺炎，严重者呈广泛双侧肺炎。
2、血常规：血白细胞总数一般正常，嗜酸性粒细胞增多。
3、衣原体抗体检查：诊断标准为双份血清抗体滴度4倍以上升高。
4、直接涂片镜检：取鼻咽分泌物、痰、呼吸道黏膜或其他部位标本做涂片，进行Gimesa染色，原体染成红色，始体染成深蓝色，沙眼衣原体包涵体因含有糖原，用Lugol染色成褐色。
5、血清学检查：目前多采用微量免疫荧光抗体法，沙眼衣原体特异性抗体IgM≥1：64，或 IgG≥1：512，或双份血清抗体滴度升高4倍以上被认为是近期感染;肺炎衣原体肺炎特异性抗体 IgM≥1：16或IgG≥1：512或双份血清抗体滴度升高4倍以上即可认为是近期感染。有文献报道，肺炎衣原体培养阳性的小儿，约1/2用此方法测不出抗体，可能由于肺炎衣原体抗原弱，年幼儿抗体产生缓慢或量太少，以及早期应用抗生素使抗体产生受阻等，诊断时应结合临床，考虑到这些因素的干扰。
6、聚合酶链反应（PCR）技术：不仅可检查衣原体，还可区分不同的基因型，敏感性高，已有人建议将此技术作为诊断衣原体感染的方法。由于无统一和标准的试剂，目前此技术仅用于研究领域。