氯霉素自腸道上部吸收，一次口服1.0g后2小時左右血中藥物濃度可達到峰值（約10～13mg/L）。血漿t1/2平均為2.5小時，6～8小時后仍然維持有效血藥濃度。氯霉素廣泛分布于各組織和體液中，腦脊液中的濃度較其他抗生素為高。氯霉素的溶解和吸收均與制劑的顆粒大小及晶型有關。肌內注射吸收較慢，血濃度較低，僅為口服同劑量的50%～70%，但維持時間較長。注射用氯霉素為琥珀酸鈉鹽，水中溶解度大，在組織內水解產生氯霉素。

氯霉素在體內代謝大部分是與葡萄糖醛酸相結合，其原形藥及代謝物迅速經尿排出，口服量5%～15%的有效原形藥經腎小球過濾而排入尿中，并能達到有效抗菌濃度，可用于治療泌尿系統(tǒng)感染。腎功能不良者使用時應減量。