丝状真菌（霉菌）以多细胞菌丝形式生长，是人类疾病的重要原因，特别是在免疫低下患者中。最具临床意义的属包括曲霉属、皮肤癣菌和毛霉目。

曲霉属是普遍存在的环境霉菌。烟曲霉是侵袭性曲霉病的最常见原因，这是一种在粒细胞缺乏患者、移植受者和接受大剂量皮质激素治疗者中危及生命的感染。黄曲霉产生黄曲霉毒素，是真菌性鼻窦炎的常见原因。黑曲霉引起耳真菌病，并用于柠檬酸的工业生产。

曲霉肺病根据宿主免疫状态呈现三种形式。变应性支气管肺曲霉病发生于哮喘和囊性纤维化患者。曲霉球是在预先存在的肺空洞中发展的真菌球。侵袭性肺曲霉病涉及组织侵袭和血管侵袭，引起梗死、出血和播散至其他器官。诊断结合显示晕征的胸部CT、血清或支气管肺泡灌洗液中半乳甘露聚糖抗原检测以及培养。

皮肤癣菌是感染角化组织（包括皮肤、毛发和指甲）的霉菌。红色毛癣菌是全世界皮肤癣菌病的最常见原因。犬小孢子菌是一种嗜动物种，引起儿童的头癣。皮肤癣菌产生消化角蛋白的蛋白酶，引起仅限于角质层的浅表感染。实验室诊断涉及皮肤刮取物的氢氧化钾制片直接镜检和在含环己酰亚胺的沙保弱葡萄糖琼脂上培养。治疗使用局部或全身性唑类或特比萘芬。

毛霉目包括根霉属、毛霉属和Lichtheimia属。毛霉病是一种快速进展的血管侵袭性感染，发生于糖尿病酮症酸中毒、血液系统恶性肿瘤或铁过载患者。鼻脑毛霉病表现为面部疼痛、坏死和脑神经麻痹。诊断需要组织活检，显示宽大、丝带状、无分隔、呈直角分枝的菌丝。