甲硝唑对于普通尿路感染，没有明显的治疗效果，但是对于滴虫或者厌氧菌引起的尿路感染，有一定的治疗作用。甲硝唑除了用于抗滴虫和阿米巴原虫以外，主要是广泛应用于抗厌氧菌感染，对于需氧菌或者兼性需氧菌治疗效果不佳。厌氧菌主要包括拟杆菌属、梭形杆菌属、梭状芽孢杆菌属、部分真杆菌、消化球菌和消化链球菌。
因此，甲硝唑主要应用于上述厌氧菌引起的系统或者局部感染，比如腹腔、消化道、女性生殖系统、下呼吸道、皮肤软组织、骨和关节部位的厌氧菌感染。对于败血症、心内膜炎、脑膜炎感染，以及使用抗生素引起的结肠炎也有效果。尿路感染绝大多数是由需氧菌感染引起，所以可以使用甲硝唑的升级产品，比如替硝唑或者奥硝唑，升级产品对于抗菌谱明显增加，可以覆盖到泌尿系统的常见感染菌。