见会造成骨髓抑制，骨髓抑制是因氯霉素对人体内的线粒体的有毒影响。在剂量达至约20g时，血红蛋白水平会出现下降。这种现象会随用药停止后而停止，且亦不会发展成再生不良性贫血。
白血病.一份中国的病例对照研究显示，氯霉素引致儿童患上白血病的风险有上升的趋势。 若治疗时间越长，风险亦会越高。
灰婴症候群.静脉注射氯霉素与一种称为灰婴症候群有所关联。 这种现象在新生婴儿的出现是因为他们未有完全的肝脏酵素，体内的氯霉素不能透过代谢而消去。 这个因素亦会导致其他不良反应