Se emplea en el tratamiento y la profilaxis del paludismo. Se ha utilizado también en el tratamiento del amebiasis hepática, lupus eritematoso, los exantemas fotosensibles y la artritis reumatoide.

La cloroquina se utiliza para la profilaxis y el tratamiento del paludismo por sepas sensibles de plasmodium falciparum, P.ovale, P.vivax y P.malarie. Pero la amplia resistencia de P. falciparum ha limitado mucho su utilidad. Es un esquizonticida sanguínea de rápida acción con cierta actividad gametocitocida frente a P. ovale, P. vivax y P. malarie y gametocitos inmaduros de P falciparum. Puesto que no tiene actividad frente a las formas de exoeritrociticas, la cloroquina no produce una curación total del paludismo P.vivax, P.ovale. El mecanismo de acción de la cloroquina frente a los esquizontes sanguíneos es todavía desconocido, pero puede influir en la digestión de hemoglobina por el aumento de pH intracelular en las células parasitadas por paludismo. También interfiere en la síntesis nucleoproteínas del parásito.