氯丙嗪常见的副作用是口干、上腹部不适、食欲缺乏、乏力、嗜睡，可以引起体位性低血压、心悸、心电图改变，可以出现锥体外系的副反应，如震颤、强直、流延、运动迟缓、静坐不能、急性肌张力障碍。
长期、大量用药可以出现迟发性的运动障碍，可以引起血浆中泌乳素浓度增加，引起男性女性化乳房，以及月经失调、闭经，可以引起中毒性的肝脏损害，以及阻塞性黄疸，少见有骨髓的抑制，可以引起癫痫的发作、过敏性皮疹、剥脱性皮炎，以及恶性综合征。
氯丙嗪是一种抗精神病药，它的作用机制是阻断中脑边缘系统和中脑皮层的多巴胺D2受体、D1受体、5-羟色胺受体、M受体、α肾上腺素受体，广泛抑制了体温调节中枢，使体温降低，体温随外界的变化而变化，阻断外周α受体，使血管扩张，引起血压降低，对于内分泌系统也有一定的影响。