引起非淋菌性尿道炎的病原体主要是沙眼衣原体以及解脲支原体(即分解尿素支原体)，对于病原体以和支原体或许许多人感到陌生。沙眼衣原体有18个血清型，不同的血清型可引起不同的疾病。而支原体是比衣原体还要小的病原体，除引起生殖器官病发，还可导致肺炎。在这些致病微生物中，细菌较衣原体大，衣原体较支原体大，而支原体又较病毒大。所以说衣原体和支原体是间乎于细菌和病毒之间的微生物。
而导致非淋的衣原体是一种在细胞内寄生的微生物，大小约250-450nm，这种衣原体惧怕高温，常温下就会丧失其疾病的传染性，在加热到50℃，30分钟内其病毒就会被杀死。但它在低温下又会坚强生存着，-70℃下能存活数年。使用四环素、红霉素、氯霉素可以起到抑制的作用，而链霉素、新霉素对它则无效。常用的消毒剂如 0.1%甲醛、0.5%石炭酸可将衣原体迅速灭活。
支原体是一种小型能够独立存活的原核生物，能够引起人类发生疾病的支原体称为人类支原体。这种支原体大小为200nm，由于没有坚硬的细胞壁结构，促使支原体在形态上就会呈现多形性。人体至少有11种支原体，而其中的5种支原体(肺炎支原体、人型支原体、解脲支原体、生殖道支原体和隐匿支原体)就会有一定致病性。人的生殖道支原体病是由人型支原体、生殖道支原体和解脲支原体引起的。不过，与衣原体一样，支原体对外界环境的抵抗力较弱，45℃15分钟即被杀死，对肥皂、酒精、胆盐、四环 素、红霉素、卡那霉素等敏感。但由于青霉素的作用是抑制细菌的细胞壁合成，所以青霉素对支原体是无效的。