Ve studiích na zvířatech trvajících 4 týdny bylo zjištěno, že toxicita klarithromycinu souvisí s dávkou a trváním léčby. U všech druhů byly první známky toxicity pozorovány v játrech, v nichž byly u psů a opic pozorovány léze v průběhu 14 dnů. Systémové hladiny expozice související s touto toxicitou nejsou do podrobností známé, ale toxické dávky (300 mg/kg/den) byly jasně vyšší než terapeutické dávky doporučené pro člověka. Další postižené tkáně zahrnovaly žaludek, thymus a jiné lymfoidní tkáně a také ledviny. Při téměř terapeutických dávkách se pouze u psů objevily infekce spojivky a slzení. Při dávce 400 mg/kg/den se u některých psů a opic vyvinuly korneální opacity anebo otok.
Studie in vitro a in vivo ukázaly, že klarithromycin nemá genotoxický potenciál. Ve studiích s klarithromycinem in vitro a in vivo nebyly zjištěny žádné mutagenní účinky.
Studie reprodukční toxicity ukázaly, že podávání klarithromycinu v dávkách 2x klinická dávka u králíka (i.v.) a 10x klinická dávka u opic (PO) vedla ke zvýšené incidenci spontánního potratu. Tyto dávky souvisely s mateřskou toxicitou. Obecně nebyla ve studiích u potkanů zaznamenána žádná embryotoxicita ani teratogenita. Kardiovaskulární malformace však byly pozorovány ve dvou studiích u potkanů souvisejících s dávkami 150 mg/kg/den.
U myší se při 70násobku klinické dávky objevily s různou incidencí rozštěpy patra (3-30 %).
Klarithromycin byl zjištěn v mléku kojících zvířat.
U 3denních myší a potkanů byly hodnoty LD50 asi poloviční než u dospělých zvířat. U mladých zvířat se objevil podobný profil toxicity jako u dospělých zvířat, i když u novorozených potkanů byla v některých studiích hlášena zvýšená nefrotoxicita. U mladých zvířat byl také zjištěn mírný pokles počtu erytrocytů, trombocytů a leukocytů.
Klarithromycin nebyl testován s ohledem na karcinogenitu.