Lo spettro d'azione della clortetraciclina è sostanzialmente lo stesso di quello di tutti gli altri componenti del gruppo delle tetracicline. Esso comprende germi Gram-positivi e Gram-negativi, Rickettsiae, i cocchi, gli actinomiceti, i micobatteri ed in genere i protozoi, specie le spirochete, l'entamebe ed i tricomonadi.
Le tetracicline agiscono da batteriostatici, inibendo il trasporto dell'aminoacido attivato dall'aminoacil-t-RNA ai ribosomi, bloccando in tal modo la formazione della catena peptidica ed, in ultima analisi, la sintesi delle proteine.