氯霉素具有廣譜抗菌作用。在需氧革蘭氏陽性細菌中，對草綠色鏈球菌、白喉桿菌、炭疽桿菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、肺炎鏈球菌等均敏感，對D組鏈球菌則相對不敏感；在需氧革蘭氏陰性菌中，對流感桿菌、志賀氏菌屬、百日咳桿菌、淋球菌及腦膜炎球菌均有良好抗菌作用，對沙門氏菌屬、大腸桿菌屬、奇異變形桿菌、霍亂弧菌等亦敏感，而對粘質(zhì)塞拉蒂（原譯沙雷）氏菌、腸桿菌屬、克雷伯氏肺炎桿菌則不甚敏感。許多厭氧菌包括消化球菌、消化鏈球菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌、梭形桿菌屬、脆弱擬桿菌等均能被其抑制。此外，對大部分立克次氏體、衣原體和菌質(zhì)體均有效，但對綠膿桿菌、吲哚陽性變形桿菌、結(jié)核菌、真菌、病毒及原蟲則均無抑制作用。氯霉素經(jīng)過長期臨床應用，各類細菌可不同程度地對其產(chǎn)生耐藥性，但是耐藥的程度則是因地因時而異。耐藥性產(chǎn)生的主要機理是菌體內(nèi)帶有耐藥遺傳基因的質(zhì)粒介導產(chǎn)生了氯霉素乙酰轉(zhuǎn)換酶，使氯霉素中丙二醇基因的3-羥位乙?；让顾匾虼瞬荒芘c細菌核糖體的 50S亞基結(jié)合而失去活性。這種耐藥遺傳基因還可通過結(jié)合或移位等方式傳遞給同屬或不同屬的敏感菌使其變?yōu)槟退幘贿^，已獲得耐藥性的菌株，在停用藥物一段時間后，其耐藥性可以消失而重新變?yōu)槊舾芯?/p>