O cloranfenicol tem um amplo espectro de ação, alcançando de germes gram positivos (estrepto, mas não estáfilo), a germes gram negativos (neisserias, shiguela, salmonella e hemófilos, mas não pseudomonas) e germes anaeróbios (bacteróides) e atípicos. Apesar do seu amplo espectro de ação, o cloranfenicol não é utilizado como droga de escolha devido ao seu alto nível de toxicidade.