沙眼衣原體僅侵入瞼結膜及穹窿結膜上皮細胞，但引起的病理變化則達深部組織。潛伏期約爲5~2日，通常侵犯雙眼，病人有異物感、畏光、流淚，有很多黏液或黏液性分泌物。沙眼性炎症位於瞼結膜，開始可見小的略帶白色的圓點狀改變，大小爲0.2~2mm，稱其爲濾泡。有時尚可見到紅色點狀損害（乳頭）。在有嚴重炎症時，由於結膜水腫增厚而使血管模糊，更嚴重者可侵犯角膜而發生角膜血管翳。瞼結膜充血、水腫、粗糙、乳頭肥大增生急性症狀數週後可消退，進入慢性期，此時可無任何不適或僅感覺眼部容易疲勞。如果此時治癒或自愈，可不留瘢痕。感染沙眼可以延續數年乃至數十年之久，因此許多人都拿沙眼不當病。
但原發感染已使結膜組織對沙眼衣原體致敏，再遇沙眼衣原體時，則引起遲發超敏反應。經過多次的反覆感染，加重原有的沙眼血管翳及瘢痕形成，晚期由於受累的瞼結膜發生瘢痕嚴重，使睫毛向內倒長，即形成倒睫。內翻的睫毛摩擦角膜，致角膜損傷，加重角膜渾濁，睫毛持續地磨擦角膜引起白色瘢痕，可導致視力減退，甚至失明等後遺症。除重複感染外，合併其他細菌性感染也使病情加重。
墨西哥國立理工學院生物學家伊爾瑪·德萊昂說過，實際上沙眼的病體———沙眼衣原體可引發包括泌尿生殖系統感染等在內的多種疾病。人體感染沙眼衣原體後，能產生短暫而又不太強的免疫力，因此沙眼患者經常發生反覆感染。她對沙眼患者眼部黏膜取樣進行研究後發現，沙眼衣原體陽性率極高，如治療不及時或不適當，便會造成患者失明。德萊昂還說，沙眼衣原體的患病人羣主要集中在青壯年中，它能引發男女急性尿路綜合徵。女性感染沙眼衣原體後，會引起子宮頸炎、陰道炎、尿道炎，甚至可能引起急、慢性輸卵管炎和盆腔炎等。孕婦如被沙眼衣原體感染，分娩時胎兒在通過產道時易發生眼部感染，引起新生兒眼炎和沙眼衣原體肺炎。
可見，沙眼是一種不可小視的疾病。得了沙眼要及時治療，以免引發其他感染和後遺症的出現。
