抗生素的毒性反應臨牀較多見，如及時停藥可緩解和恢復，但亦可造成嚴重後果。主要有以下幾方面：
①神經系統毒性反應：
氨基糖甙類損害第八對腦神經，引起耳鳴、眩暈、耳聾;大劑量青黴素G或半合成青黴素或引起神經肌肉阻滯，表現爲呼吸抑制甚至呼吸驟停。氯黴素、環絲氨酸引起精神病反應等。
②造血系統毒性反應：
氯黴素可引起再障性貧血;氯黴素、氨苄青黴素、鏈黴素、新生黴素等有時可引起粒細胞缺乏症。訂大黴素、卡那黴素、先鋒黴素Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ可引起白細胞減少，頭孢菌素類偶致紅細胞或白細胞，血小板減少、嗜酸性細胞增加。
③肝、腎毒性反應：
妥布黴素偶可致轉氨酶升高，多數頭孢菌素類大劑量可致轉氨酶、礆性磷酸脂酶Ⅰ和Ⅱ、多粘菌素類、氨基甙類及磺胺藥可引起腎小管損害。
④胃腸道反應：
口服抗生素後可引起胃部不適，如噁心、嘔吐、上腹飽脹及食慾減退等。四環素類中尤以金黴素、強力黴素、二甲四環素顯着。大環內脂類中以紅黴素類最重，麥迪黴素、螺旋黴素較輕。四環素類和利福平偶可致胃潰瘍。
⑤抗生素可致菌羣失調：
引起維生素B族和K缺乏;也可引起二重感染，如僞膜性腸炎、急性出血腸炎、念珠菌感染等。林可黴素和氯林可黴素引起的僞膜性腸炎最多見，其次是先鋒黴素Ⅳ和Ⅴ。急性出血性腸炎主要由半合成青黴素引起，以氨苄青黴素引起的機會最多。
另外，長期口服大劑量新黴素和應用卡那黴素引起腸粘膜退行性變，導致吸收不良綜合症，使嬰兒腹瀉和長期體重不增，應預重視。少數人用抗生素後引起肛門瘙癢及肛周糜爛，停藥後症狀可消失。
抗生素的過敏反應一般分爲過敏性休克、血清病型反應、藥熱、皮疹、血管神經性水腫和變態反應性心肌損害等。
後遺效應是指停藥後的後遺生物效應，如鏈毒素引起的永久性耳聾。許多化療藥可引起“三致”作用。利福平的致畸率爲4.3%，氯黴素、灰黃黴素和某些抗腫瘤抗生素有致突變和致癌作用等。
