体外试验表明，头孢菌素对细菌的作用，在于抑制细菌细胞壁的合成。体外研究表明下 列细菌大多数对头孢克洛敏感，但是对在“适应症”以外的感染的临床疗效尚不清楚。 革兰氏阳性需氧菌： 葡萄球菌，包括凝固酶阳，凝固酶阴性和产表霉素酶菌株（用体外试验法）。头孢克洛和 甲氧苯青霉素之间显示有交叉耐药。 化脓性链球菌 革兰氏阴性需氧菌： 分歧枸橼酸菌 埃希氏大肠杆菌 流感嗜血杆菌，包括产生13内酰胺酶，对氨苄青霉素(ampieillin)有耐药性的菌株。 克雷白氏菌属 卡他莫拉氏菌(布兰汉氏球菌) 淋病双球菌 奇异变形杆菌 拟类杆菌属(脆弱拟杆菌除外) 黑色消化球菌 消化链球菌 痤疮丙酸杆菌 注：对甲氧苯青霉素有耐药性的葡萄球菌以及大多数肠球菌菌株[粪肠球菌(以前称“粪链球菌”)和屎肠球菌(以前称“屎链球菌)]对头孢克洛和其它头孢菌素有耐药性。头孢克洛对肠杆菌属、沙雷氏菌属、摩根氏变形杆菌、普通变形杆菌和雷极变形杆菌的大多数菌株无活性，对假单胞菌属或不动杆菌属也无活性。 三致性(致癌性、致突变性和致畸性)：没有进行研究以测定致癌性或致突变性的可能性，多次生殖研究显示，没有使生育力受损害的证据。
