氯霉素最严重的不良反应是抑制骨髓的造血功能，主要症状有两种，即可逆的各类血细胞减少与不可逆的再生障碍性贫血，具体如下：
一、可逆的各类血细胞减少：其中粒细胞首先下降，这一反应与剂量和疗程有关，一旦发现应及时停药，可以恢复。
二、不可逆的再生障碍性贫血：虽然少见，但死亡率高，此反应属于变态反应，与剂量、疗程无直接关系。
氯霉素曾广泛用于治疗各种敏感菌的感染，后因对造血系统有严重的不良反应，故对其临床应用现已做出严格的控制，可用于有特效作用的伤寒、副伤寒和立克次体病等敏感菌所致的严重感染。氯霉素在脑脊液中浓度较高，也常用于治疗其他药物疗效较差的脑膜炎患者，必要时可用于静脉滴注给药，应用时疗程避免过长，既往有药物引起血液学异常病史的病人应禁用。所有用氯霉素治疗的病人在开始治疗时，必须检查白细胞、网织红细胞与血小板，并每3-4天复查一次。