應用一般治療劑量的副作用：可有惡心、嘔吐、口腔及上腹部燒灼感、頭痛、頭暈、耳鳴、視力障礙、皮膚瘙癢、紫癜、皮疹等，偶有不自主運動、心室顫動。誤用大量發生中毒時，尚可有呼吸和脈搏加快，血壓下降、嗜睡、昏迷、驚厥、心律失常，甚至發生阿-斯綜合征（此種情況偶亦見于應用一般治療劑量時），導致心臟驟停，或因呼吸衰竭致死。此外，葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏病兒應用氯喹后可發生溶血而致急性腎功能衰竭。
長期用藥可引起視網膜病，出現視覺障礙如視物模糊、復視、畏光、甚至失明，并可發生耳鳴、耳聾等。其他尚有皮疹、皮炎、紫癜、脫毛、色素沉著或毛發變白，白細胞數、粒細胞數、血小板數或全血細胞數減少，中毒性精神病；少數病例發生肌無力、眼瞼下垂、咀嚼及吞咽困難。