La détection de l'agent pathogène est cruciale pour confirmer le diagnostic de pneumocystose. Les principaux matériels d'analyse sont les expectorations, les sécrétions bronchiques, les liquides de lavage bronchique ou broncho-alvéolaire, ainsi que les échantillons de tissu pulmonaire prélevés lors d'une biopsie transbronchique, percutanée ou ouverte. Le plus souvent, en raison de la gravité de l'état du patient, ces manipulations ne sont pas réalisées afin d'éviter des complications.