抗药性金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌及厌氧性生物。它却不能对抗绿脓桿菌或肠桿菌属的品种。而对于类鼻疽伯克氏菌，则只有一点效用，但经已由头孢他啶及美罗培南取代。在西方，氯霉素的使用主要限制在外用上，这是因它有导致再生不良性贫血的风险。最初氯霉素只用于治疗伤寒，但现时出现能对抗多种药物的伤寒桿菌，显示氯霉素只能抑制某些细菌。氯霉素亦能用作耐四环素霍乱的第二线治疗。由于氯霉素对脑嵴液高渗透性（远比头孢菌素的高），它是治疗金黄色葡萄球菌引致脑脓疡的第一选择。它亦可用在治疗由多种生物引致或不明原因的脑脓疡。