致癌作用、致突变作用、繁殖功能损害：对大鼠生命全程的生物测定结果显示，每日服用左氧氟沙星，连续服用2年，未表现出任何致癌作用。使用的最高剂量（0.1g/kg/天）为人类推荐最大剂量（0.75g）的1.4倍（根据相对体表面积计算）。任何剂量的左氧氟沙星均不能缩短UV诱发的白化裸鼠（Skh-1）皮肤肿瘤的进展时间，因此在本试验条件下不具有光致癌性。在光致癌性试验中，左氧氟沙星最大剂量（0.3g/kg/天）时，裸鼠皮肤左氧氟沙星浓度范围是25～42µg/g。而剂量为0.75g时，人类受试者左氧氟沙星皮肤浓度的Cmax平均约为11.8µg/g。
下列试验表明左氧氟沙星不具有致突变作用：Ames细菌突变分析（鼠伤寒沙门氏菌和大肠埃希菌），CHO/HGPRT正向突变检测，小鼠微核试验，小鼠显性致死试验，大鼠非程序性DNA合成试验，小鼠姐妹染色单体互换试验。在体外染色体畸变（CHL细胞系）和姐妹染色单体互换试验（CHL/IU细胞系）中为阳性。
大鼠口服剂量高达0.36g/kg/天时，左氧氟沙星对其繁殖能力没有损害，这一剂量相当于相对体表面积相同时人类最大推荐剂量的4.2倍。静脉滴注剂量为0.1g/kg/天时，左氧氟沙星对其繁殖能力也没有损害，这一剂量相当于相对体表面积相同时人类最大推荐剂量的1.2倍。
动物毒理学和/或药效学：左氧氟沙星和其他喹诺酮类抗菌药物已经表明可以导致大多数种属的未成年实验动物发生关节病变。未成年的狗（4～5月龄）口服左氧氟沙星，剂量为10mg/kg/天，连续用药7天，或静脉给药，剂量为4 mg/kg/天，连续给药14天，均可引起关节损害。幼年大鼠口服剂量为0.3g/kg/天，连续用药7天，或静脉给药，剂量为60mg/kg/天，连续给药4周，均可以引起关节病变。3个月的小猎犬，连续14天口服常规用量的左氧氟沙星40mg/kg/天，在第8天出现严重的关节毒性而停药。在剂量≥2.5mg/kg水平（根据比较血浆AUC，约是儿童用量的 0.2倍）时，可出现轻微肌肉骨骼损伤的临床表现，但尚无大体病理学和组织病理学损伤。剂量为10和40mg/kg（分别为儿童用量的约0.7倍和2.4倍）时，可以引起滑膜炎和关节软骨损伤。恢复18周后，关节软骨大体病理学和组织病理学仍存在。
小鼠耳部肿胀试验显示左氧氟沙星的光毒性与氧氟沙星相似，但与其他喹诺酮类药物相比较弱。
虽然在某些静脉给药的大鼠试验中发现了结晶尿，但是结晶并不是在膀胱中形成的，而是在排尿后形成的，因此不意味着左氧氟沙星具有肾毒性。
与非甾体类抗炎药同时使用可以加重喹诺酮类药物对小鼠CNS的刺激作用。
左氧氟沙星的剂量为6mg/kg或更高时，快速静脉注射可以使狗产生低血压。这一作用可能与组胺的释放有关。
动物的体外和体内试验显示，在人体起治疗作用的血浆浓度范围内，左氧氟沙星既不是酶诱导剂，也不是酶抑制剂，因此，与其他药物或试剂不存在药物代谢酶相关的相互作用。
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