Diagnostic direct
P. jirovecii est principalement recherché au niveau des poumons. L’étude du lavage bronchiolo-alvéolaire est le meilleur examen pour sa détection. Celle des crachats induits ou des lavages oropharyngés, bien que moins sensible, peut être proposée en cas de contre-indications au lavage bronchioloalvéolaire. La biopsie transpariétale ou transbronchique est rarement usitée en France.
P. jirovecii est recherché à l’examen microscopique direct après coloration spécifique des produits biologiques: technique argentique rapide de Musto qui colore bien la paroi des kystes regroupés en amas ; le bleu de toluidine présente les mêmes avantages. La colonisation de Giemsa est indispensable pour mettre en évidence les formes trophiques non observées avec les colorations précédentes. Elle permet aussi de visualiser les corps intrakystiques (au nombre de 8 maximum, disposées en rosette), et les amas spumeux contenant les formes trophiques, les prékystes et les kystes.
Par ailleurs, des anticorps monoclonaux spécifiques marqués à la fluorescéine permettent de repérer aisément le champignon.
La PCR peut être utile au diagnostic surtout en cas de pauci-infection, mais ne permet pas toujours de différencier les porteurs sains des vrais malades. Elle permet d’augmenter la sensibilité de l’examen à partir des crachats ou des lavages oropharyngés.
La culture mycologique des prélèvements respiratoires est constamment négative car ce champignon n’est pas cultivable.
Diagnostic indirect
La recherche de l'antigène circulant β (1,3) - D-glucane est positive chez les patients développant des infections fongiques profondes dont la pneumocystose.
La sérologie qui n'a pas d'intérêt pour le diagnostic est utilisée pour les enquêtes épidémiologiques.
Le dosage des lacticodéshydrogénases (LDH) à taux élevé et la mesure de la saturation en oxygène à l’effort ont une bonne valeur prédictive de PPJ.