多數沙眼根據乳頭、濾泡、上皮角膜炎、血管翳、角膜緣濾泡、Herbert小凹等特異性體征可以作出診斷。由於睑結膜的乳頭增生和濾泡形成並非為沙眼所特有，因此早期沙眼的診斷在臨床病變尚不完全具備時較困難，有時只能診斷“疑似沙眼”，要確診須輔以實驗室檢查。
沙眼會引起上睑下垂
沙眼患者以慢居多，但在這過程中也經常會急性發作，所以就會出現重復感染的問題，而重復感染就會加重原有的沙眼血管翳及瘢痕形成，甚至睑板肥厚變形，引起睑內翻倒睫，加重角膜的混濁，損害視力，甚至失明。除重復感染外，合並其他細菌性感染，也使病情加重。
沙眼感染早期即可出現上睑提舉無力呈欲睡狀，也就是上睑下垂。早期是因為沙眼引起的浸潤、充血、水腫而使上睑重量增加和米勒氏肌被侵犯所致。晚期則由於米勒氏肌被破壞、瘢痕形成、失去收縮能力而成永久性上睑下垂。
WHO要求診斷沙眼時至少符合下述標准中的2條：
1、上睑結膜5個以上濾泡。
2、典型的睑結膜瘢痕。
3、角膜緣濾泡或Herbet小凹。
4、廣泛的角膜血管翳。
除了臨床表現，實驗室檢查可以確定診斷。沙眼細胞學的典型特點是可檢出淋巴細胞、漿細胞和多形核白細胞，但細胞學檢查的假陽性率高。
結膜刮片後行Giemsa染色可顯示位於核周圍的蘭色或紅色細胞漿內的包涵體。改良的Diff-Quik染色將檢測包涵體的時間縮短為幾分鐘。熒光標記的單克隆抗體試劑盒檢測細胞刮片衣原體抗原、酶聯免疫測定、聚合酶鏈反應都有高度敏感和高特異性，但要求操作者較熟練的掌握操作技術，花費也昂貴。
沙眼衣原體培養需要放射線照射或細胞穩定劑（如放線菌酮）預處理，通常在生長48-72小時後用碘染色單層細胞，或通過特殊的抗衣原體單克隆抗體檢測，是重要的實驗室檢查，但技術要求高，不能廣泛應用。