在女性中，由于衣原体只感染柱状上皮而非鳞状上皮，故不造成阴道炎。在没有得到及时控制的情况下，病原体可从下生殖道上行感染至上生殖道，通过子宫颈管和子宫腔，进入输卵管，引起子宫内膜炎、输卵管炎、输卵管卵巢脓肿等盆腔炎性疾病（pelvic inflammatory disease，PID）及远期并发症，如慢性盆腔痛、输卵管性不孕、异位妊娠等，同时还可引起尿道炎、前庭大腺炎，在孕妇可引起绒毛膜羊膜炎、胎膜早破等，严重影响女性生殖健康。目前认为Ct感染宿主后，宿主所产生的免疫应答是一把双刃剑。因为它为宿主提供了免疫防御与抵抗，但也会造成免疫损伤，是衣原体致病的主要原因。

当机体抵抗力下降时，衣原体侵入柱状上皮表面溶解其膜磷脂，可直接损伤生殖道的上皮细胞进而引起组织的粘连等损害，引起子宫颈炎和子宫内膜炎。衣原体还能够通过上行感染引起输卵管等部位感染，并通过迟发型超敏反应和诱导自身免疫反应造成输卵管的损伤、重塑、纤维化和瘢痕形成，从而导致异位妊娠或输卵管性不孕。此外，衣原体的持续感染会导致子宫内膜出现淋巴细胞和巨噬细胞浸润，产生慢性炎症反应，促使各种炎症因子产生，干扰胚胎着床，导致不孕。2019年英国一项针对85万年轻女性的回顾性队列研究结果显示，衣原体感染的女性患PID、不孕、异位妊娠的风险分别是对照组的2.36、1.85及1.87倍。我国的一项病例对照研究结果显示，不孕女性的既往衣原体感染率为2.4%，高于正常妊娠的女性（0.4%）。