急性期血常規檢查顯示白細胞總數正常或輕度升高，以淋巴細胞為主;偶有呈白血病樣反應或白細胞減少症。約2/3病例紅細胞沉降率增快(>40mm/h);尿化驗檢查正常或有少量蛋白尿;肝功能檢查也可有轉氨酶升高;胸腔積液呈漿液性或漿液血性，蛋白質32～49g/L，在胞液中曾有分離出支原體者。
1.病原學檢查可做肺炎支原體分離培養 標本來自咽部分泌物(喉拭子，咽洗出物)、痰支氣管肺泡灌洗液等，抗體出現後，培養仍可陽性。腦膜腦炎、心包炎及大泡性鼓膜炎者可分別采取腦脊液，心包積液或中耳分泌物培養，也可分離出支原體。病原學檢查可靠，特異性高，但費時、費力，難於推廣應用，無助於本病的早期診斷。
2.血清學檢查 是確診支原體感染的最常用方法，起病2周後，約2/3的患者冷凝集試驗陽性，滴度效價大於1∶32，尤當滴度逐步升高時更有診斷價值，此方法在臨床被沿用多年，由於冷凝集抗體(抗紅細胞Ⅰ抗原的IgM抗體)出現較早(發病第一周末)，陽性率較高(50%～75%)，下降也快(4周後迅速下降)，故在目前仍不失為一項簡便、快速、實用的較早期的診斷方法，但必須結合臨床及其他血清學檢測進行判斷，如補體結合試驗，間接血凝試驗，間接熒光抗體測定，酶聯免疫吸附試驗及生長抑製試驗等，由於所有抗原是從肺炎支原體脂質提取物中製備的，故具有特異性診斷價值，其中酶聯免疫吸附試驗最敏感，有利於判斷近期感染;間接熒光抗體測定IgG抗體出現晚，維持時間長，適用於進行流行病學調查;間接血凝法IgM抗體出現早，消失快，較實用;生長抑製試驗特異性強，但試驗周期長，應用紅黴素，阿奇黴素等有效藥物治療後影響結果的判斷;約半數患者對鏈球菌MG凝集試驗陽性，凝集試驗為診斷肺炎支原體感染的傳統方法，但其敏感性與特異性均不理想;補體結合試驗不如其他血清學檢查敏感及特異，但因方法簡便而被普遍應用。
3.抗原檢測 用於早期診斷，常用方法有：固相酶免疫測驗技術Elisa法、多克隆抗體間斷免疫熒光測定、單克隆抗體免疫印跡法、核酸雜交技術和聚合酶鏈反應技術等，可直接從患者鼻咽分泌物或痰標本中檢測肺炎支原體抗原而確立診斷，此法快速簡便，符合臨床要求，但其敏感性、特異性和穩定性有待進一步提高。核酸雜交技術已製成試劑盒，具有高效、特異而敏感等優點，易於推廣。
目前應用免疫熒光方法做痰、咽分泌物塗片可直接鏡下觀察查支原體，方法簡便、快速，1～2h可做出診斷，已廣泛由於臨床。
胸部X線表現：支原體肺炎的基本病理表現為支氣管和細支氣管炎及間質性肺炎。胸片表現呈多樣化，無特征性，可有肺紋理增強及沿紋理分布的多發不規則、密度較低、均勻斑片狀影，半數以上呈多葉分布;近半數兩側被侵犯，大多數病例有下葉受累;病變可孤立地局限在周圍部位，但大多從肺門向肺野伸展且逐漸變淺的扇形陰影;肺部常見一處或多部位的斑點狀。病灶吸收較慢，長者可達4周以上，約1/3患者可出現單側性短暫的胸腔積液。
