肺炎支原體的致病首先通過其頂端結構粘附在宿主細胞表面，并伸出微管插入胞內吸取營養、損傷細胞膜，繼而釋放出核酸酶、過氧化氫等代謝產生引起細胞的溶解、上皮細胞的腫脹與壞死。誘發機體產生的抗體也可能參與了上述病理損傷。呼吸道分泌的SlgA對再感染有一定防御作用，但不夠牢固。
肺炎支原體的診斷方法主要依靠分離培養和血清學試驗。標本可采可疑病人的痰或咽試子，接種于含血清或酵母浸膏的瓊脂培養基。5～10天后觀察有無直徑30～100um的圓形房頂樣菌落。多次傳代后可變為典型的“荷包蛋”樣菌落，并能吸附多種動物紅細胞和氣管上皮細胞、HeLa細胞等，且此類吸附可被特異性抗體所抑制。分離的支原體經形態、溶血與生化反應作初步鑒定后需進一步用特異性抗血清作生長抑制試驗和代謝抑制試驗。用患者血清與支原體脂質抗原作補體結合試驗，恢復期較急性期效價高4倍以上具有診斷價值。亦可用間接免疫熒光試驗、間接血凝ELISA檢測標本。另外，有1/3～3/4患者的血清可與人O型紅細胞在4℃時有非特異性凝集（稱為“冷凝集試驗”），37℃時消失，患病一周時達到高峰。此方法簡便，有助于診斷。
治療可選用紅霉素、四環素和氯霉素等。
支原體死疫苗和減毒活疫苗仍在試驗中。