原体为圆形或椭圆形,直径约0.3um,中央有致密核质,Giemsa 染色呈紫色。网状体直径0.5~1.0μm，核质分散，Giemsa 染色呈蓝色。原体能合成糖原并掺入沙眼衣原体包涵体的基质中，故能被碘溶液染成棕褐色。
根据三个生物型 MOMP 表位氨基酸序列的差异，可将沙眼衣原体分为19个血清型，其中沙眼生物型有A、B、Ba 和C血清型，生殖生物型有D、Da、E、F、G、H、I、Ja、J、Ja 和K 血清型，LGV 生物型有L.I、L.2、I2a和I3血清型。ICV生物型4个血清型均与沙眼生物型C血清型和生殖生物型E血清型有交叉抗原。