应用一般治疗剂量的副作用：可有恶心、呕吐、口腔及上腹部烧灼感、头痛、头晕、耳鸣、视力障碍、皮肤瘙痒、紫癜、皮疹等，偶有不自主运动、心室颤动。误用大量发生中毒时，尚可有呼吸和脉搏加快，血压下降、嗜睡、昏迷、惊厥、心律失常，甚至发生阿-斯综合征(此种情况偶亦见于应用一般治疗剂量时)，导致心脏骤停，或因呼吸衰竭致死。此外，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏病儿应用氯喹后可发生溶血而致急性肾功能衰竭。
长期用药可引起视网膜病，出现视觉障碍如视物模糊、复视、畏光、甚至失明，并可发生耳鸣、耳聋等。其他尚有皮疹、皮炎、紫癜、脱毛、色素沉着或毛发变白，白细胞数、粒细胞数、血小板数或全血细胞数减少，中毒性精神病;少数病例发生肌无力、眼睑下垂、咀嚼及吞咽困难。