衣原体是类似于革兰染色阴性菌之微生物，只能在细胞里边繁殖，不能在无细胞的培养基上生长。衣原体包括沙眼衣原体与鹦鹉热衣原体两种。与非淋菌性尿道炎有关的是沙眼衣原体。根据血清学反应的不同，沙眼衣原体又可以分为15种血清型别，其中A,B,Ba, C等四种血清型，主要与沙眼发病有关。
D-K血清型，可以诱发非淋菌性尿道炎。沙眼衣原体常以两种形式出现：一种是原体，又称感染型，颗粒较大，具有感染性，是招惹非淋菌性尿道炎的主要形式；另一种是始体，又称繁殖型，能以二分裂方式不断地繁殖，但是不具有感染性。体外的沙眼衣原体，在56^-60℃时，几分钟内即可将其杀灭。一般性消毒剂，例如乙醇、石炭酸等，也容易将其杀灭。
支原体是一种原核微生物，很微小，普通光学显微镜下不能见到。支原体分为两种：解脉支原体和人型支原体。造成非淋菌性尿道炎的主要是解脉支原体。此种支原体呈杆状，常寄生在正常人的尿道上皮里边，具有将尿素分解成氨的特性，由此而得名。支原体会依附于人类精子上，会引起男子不育。沙眼衣原体，体外的解脉支原体对热敏感，550C时，数分钟即可将其杀灭。一般性消毒剂也能有效地将其灭活。
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