(一)发病原因
目前已证实，至少有两种病原微生物参与本病的发病，即沙眼衣原体和解脲支原体。也发现其他一些微生物与本病有关。
本病亦可能由一些非性传播的病因导致。细菌性尿道炎可以继发于上泌尿道感染、细菌性前列腺炎、尿道狭窄、包茎及尿道插管等。此外，先天性畸形、化学性刺激、肿瘤和某些过敏因素也可导致尿道炎。全身性疾病如Stevens-Johnson综合征可能会引起尿道炎。还没有证据表明手淫、饮用咖啡、酗酒、某些食物、性行为过少或过频会引起尿道炎。
历史：人类由沙眼衣原体所致疾病，古人即已发现。首次从生殖道分离到衣原体则是在1959年，Jones、Collier和Smith，他们从一位新生儿眼炎婴儿之母的子宫颈发现沙眼衣原体。1964年，第1次从与结膜炎有流行病学关系的男子尿道中发现衣原体。
病原学：沙眼衣原体是NGU最常见的病原体，其次是支原体、阴道毛滴虫、白色念珠菌和单纯疱疹病毒等。
据美国CDC报道，NGU患者中，25%～55%的病例由沙眼衣原体(Chlamydia trochomatis，Ct)引起，20%～40%的病例由解脲支原体(Ureaplasma urealyticum，Uu)引起，2%～5%的病例由阴道毛滴虫引起，单纯疱疹病毒偶尔是NGU的病因。尚有少数病例病因目前尚不明了。
1.衣原体 衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，仅少数致病，其中引起人类疾病的有沙眼衣原体(C.trachomatis)、肺炎衣原体(C.pneumoniae)和鹦鹉热衣原体(C.psittaci)。
沙眼衣原体含4个生物变型(生物型)(biovar)，可能是不同的微生物。鼠和猪亚型尚未发现感染人类。第3种是引起性病淋巴肉芽肿(lymphogranuloma venereum;LGV)的生物型，即LGV型。第4种生物型(沙眼型)主要引起生殖道感染和沙眼。
沙眼生物变种又可分为A～K 12种血清变型(血清型)(serovars)，A、B、Ba、C 4种血清型引起沙眼，D～K 8种血清型引起泌尿生殖系统感染。
LGV可分为L1、L2、L3 3种血清型，引起性病性淋巴肉芽肿。
衣原体在细胞内生长繁殖，有独特的发育周期，可观察到两种不同的颗粒结构，一种为始体(initial body，繁殖型)，呈圆形或卵圆形;另一种为原体(elementary body，感染型)，呈球型。每个发育周期约需40h。
衣原体对热敏感，56～60℃仅能存活5～10min，在-70℃可保存数年。0.1%甲醛或0.5%苯酚(石炭酸)可将衣原体在短期内杀死，75%乙醇在半分钟内即可将衣原体杀死。
2.支原体 支原体(Mycoplasma)广泛分布于自然界，有80余种，与人类有关的支原体有肺炎支原体(M.pneumonie，Mp)、人型支原体(M.hominis，Mh)、解脲支原体(Ureaplasma urealyticum，Uu)和生殖支原体(M.genitalium，Mg)，前者引起肺炎，后者引起泌尿生殖系统感染。
支原体是一类能通过细菌滤器，没有细胞壁及前体，形态呈多形性，属于软皮体纲的一种原核微生物，是目前所知能在无生命培养基中生长繁殖的最小微生物。支原体大小为0.2～2.3µm，很少超过1.0µm。支原体由二分裂繁殖，形态多样，基本呈球形和丝形。支原体可在鸡胚绒毛尿囊膜上或细胞培养中生长。用培养基培养，营养要求比细菌高。
生殖支原体是新近被发现的支原体，它是由Tully等于1981年首先从两例非淋菌性尿道炎患者尿道标本分离出来的。有资料表明，生殖支原体是泌尿道和生殖道感染的病原体之一，具有性传播性，而且泌尿道和生殖道可能是生殖支原体寄居或感染的原发部位。由于生殖支原体体外分离培养显示其生长缓慢，需要的营养成分复杂，所以从临床标本中分离生殖支原体非常困难。目前，生殖支原体的检测主要通过PCR方法。
支原体对热抵抗力与细菌相似，但有些支原体抵抗力较差，如45℃，15～30min或55℃，5～15min即被杀死，用苯酚或来苏儿易将其杀死。支原体在无糖培养基中用石蜡封盖后，在37℃下可存活1个月，低温或冷冻干燥可长期保存。
(二)发病机制
沙眼衣原体感染的发病机制仍不明。衣原体感染的疾病过程和临床表现，可能就是衣原体复制的组织损害和衣原体激起的炎症反应以及宿主细胞破坏的坏死物质等产生的综合影响。衣原体感染引起大量免疫反应(以循环抗体和细胞介导的反应出现)，有证据表明，衣原体病部分是过敏反应所致，或者就是免疫病理性疾病。所谓致敏抗原，已被鉴定为HSP60类热激蛋白(heat shock proteins)。
大多数衣原体感染都只是受累部位数量相对较少的部分细胞受到感染。由于每个包涵体每次都释出大量活原体，而附近感染的细胞却相对较少，因此肯定有限制传染性的控制机制。此机制仍未尽悉，但T细胞功能似甚重要。已发现淋巴因子对衣原体有抑制作用。沙眼衣原体对α、β、γ干扰素都敏感，γ干扰素似更重要。γ干扰素似能延长发育周期，使网体存在较长时间。此举可能引起持续性隐性感染，并可在免疫病理中起到作用。
γ干扰素的明显作用，可能是对感染的控制而非对新感染的保护。因此可能与感染的清除有关。中和抗体也有可能起到作用，但中和抗体的作用机制亦待澄清。抗体能中和细胞培养中衣原体传染性。抗体能抑制衣原体对非专业吞噬细胞表面的附着，或使之不能抑制吞噬溶酶体融合，或防止原体和网体通过交联表面蛋白而发生的形态学转变。
支原体不侵入组织和血液，只能黏附在呼吸道和泌尿生殖道的上皮细胞表面的受体上。支原体黏附后，可进一步引起细胞损伤，表现为：
1.黏附于宿主细胞表面从细胞吸收养料，从细胞膜获得脂质和胆固醇，引起细胞损伤。
2.支原体放出有毒代谢产物，如溶神经支原体能产生神经毒素，引起细胞膜损伤;解脲支原体有尿素酶，可以水解尿素产生大量氨，对细胞有毒害作用。此外，支原体还可黏附于红细胞、巨噬细胞和精子表面。解脲支原体黏附于精子表面后，可阻碍精子运动，其产生的神经氨酸酶样物质可干扰精子与卵子的结合，引起不育与不孕。
(1)衣原体在泌尿生殖道疾病中的作用：35%～50%NGU都是沙眼衣原体引起的。沙眼衣原体性尿道感染无症状者比淋菌性尿道感染更为常见，如有症状，亦常较轻。
性事活跃的青年男子中急性附睾炎，70%以上皆为衣原体感染。而35岁以上附睾炎的病人一般皆为革兰阴性细菌感染，并有泌尿系疾病或器械操作史。
沙眼衣原体在非细菌性前列腺炎中的作用如何，仍有争议。总的说来，还不能对沙眼衣原体在非细菌性前列腺炎中的作用得出肯定结论。进一步研究需有严密的病例定义(包括前列腺压出液中细胞数)，采用常规组织学检查、活检组织的免疫组织化学检查、血清学检查、敏感的分子检查技术(如PCR或原位DNA杂交法检查前列腺中衣原体)以及对治疗的评估等。
Reiter综合征(尿道炎、结膜炎、关节炎和典型皮肤黏膜损害)以及反应性腱鞘炎或关节炎而无其他Reiter综合征表现，皆已发现与沙眼衣原体生殖器感染有关。以微量免疫荧光(micro-IF)抗体测定法检查未经治疗的典型Reiter综合征男子，发现80%以上先有或同时感染沙眼衣原体。Reiter综合征在HLA-B27单倍型病人中亦发现较多。Ⅰ类HLA-B27单倍型似可使Reiter综合征的发生率增长10倍。此综合征患者中，60%～70%皆为HLA-B27阳性。
沙眼衣原体可致子宫颈炎和子宫内膜炎。像淋球菌一样，沙眼衣原体亦可引起前庭大腺导管感染。
急性输卵管炎中由沙眼衣原体所致比率，因地区和研究群体而异。西雅图对经腹腔镜检查证实的输卵管炎和经组织学检查证实的子宫内膜炎妇女所作研究表明：80%～90%皆有衣原体或淋球菌感染，衣原体与淋球菌感染各自所占比率几乎相等。很多衣原体输卵管炎病人尽管病情继续进展至输卵管瘢痕化，导致不育，但都无任何症状或甚轻微。因此被称为衣原体所致“静寂型输卵管炎”(silent salpingitis)。
自Fitz-Hugh和Curtis首先报道肝周炎(Fitz-Hugh-Curtis综合征)以来，与输卵管炎同时或在其后发生的肝周炎就被认为是淋球菌感染的一项合并症。但是近15年来的研究却提示：实际上衣原体感染与肝周炎的关系，可能比淋球菌更为密切。性事活跃的青年妇女，如发生有上腹痛、发热、恶心呕吐，就应想到肝周炎的可能。
(2)支原体在泌尿生殖道疾病中的作用：支原体在非淋菌性尿道炎中的作用仍然有争论。根据培养分离的研究结果，并不表明人型支原体可能引起非淋菌性尿道炎。对各种抗菌药物的临床反应也不支持这种支原体和非淋菌性尿道炎的关系。
至于脲原体，目前的资料支持脲原体在少数病例中可引起非淋菌性尿道炎，虽然还不清楚究竟有多少比例的病人可检测到确实由脲原体所致。从非淋菌性尿道炎男性患者的尿道中检出脲原体，并不一定意味着这是他所患疾病的原因。
生殖支原体和脲原体相比，这种支原体显示与急性非淋菌性尿道炎有更强的关联。在持续性或急性发作后疾病复发的男性患者，12%～20%可在尿道中检测到生殖支原体。
研究表明，生殖器的支原体在真性慢性前列腺炎中的作用是极小的。与附睾炎的关系尚未确定。在Reiter病中的作用还不清楚。
已有某些证据表明，人型支原体可能是女性盆腔炎性疾病的病因，但没有证据显示脲原体具有类似的作用。
据报道，脲原体可减低精子的运动力和减少精子的数量，并和精子的异常外观有关。清除脲原体可以改善精子的运动力、数量和外观。虽然脲原体可能和精子运动力的改变有关，但是没有令人信服的证据表明脲原体是不孕症的重要原因。
支原体和HIV感染及AIDS的关系：在20世纪80年代后期，美国的一些研究者在AIDS病人的器官和组织中培养出一种支原体，称为未识支原体(Mycoplasma incognitus)，随后被鉴定为发酵支原体。在此之前，已从泌尿生殖道少量分离到发酵支原体，但更经常是作为污染物从细胞培养中分离到，其致病性尚不明。研究发现，支原体在细胞培养中能增强HIV的复制，可引起细胞死亡。