De diagnostiek naar een Chlamydia trachomatis (CT-) infectie berust met name op het direct aantonen van chlamydia specifiek nucleïnezuur middels PCR in genitaaluitstrijken, urine of ooguitstrijken. Zelfafname van eerstestraalurine bij de man of een diepvaginale swab bij de vrouw is mogelijk met een vergelijkbare sensitiviteit en specificiteit als afname door een professional. Urinemonsters bij vrouwen zijn minder sensitief omdat cervicale infecties kunnen worden gemist. Serologische bepalingen hebben geen plaats in de diagnostiek van actieve urogenitale CT-infecties, maar hiermee kan wel een in het verleden doorgemaakte infectie aangetoond worden. Lymphogranuloma venereum (LGV) wordt veroorzaakt door serovars L1,L2 en L3 van CT en geeft een pijnlijke lymfadenitis. Deze variant komt vooral voor in MSM na onbeschermde receptieve anale sekuele contacten.
De CT-PCR is onderdeel van de STI multiplex PCR die ook Neisseria gonorrhoeae, Mycoplasma genitalium en Trichomonas vaginalis detecteert.