Xanh methylen được dùng trong điều trị methemoglobin-huyết do thuốc hoặc không rõ nguyên nhân, điều trị ngộ độc cyanid và điều trị triệu chứng methemoglobin-huyết. Xanh methylen cũng có tác dụng sát khuẩn nhẹ và nhuộm màu các mô. Thuốc có liên kết không hồi phục với acid nucleic của virus và phá vỡ phân tử virut khi tiếp xúc với ánh sáng. Vì thế, thuốc còn được dùng tại chỗ để điều trị nhiễm virut ngoài da như herpes simplex; Điều trị chốc lở, viêm da mủ; Sát khuẩn đường niệu sinh dục và làm thuốc nhuộm các mô trong một số thao tác chẩn đoán (nhuộm vi khuẩn…).
Xanh methylen được hấp thu qua đường tiêu hóa, thải trừ qua nước tiểu và mật. Khoảng 75% liều uống được thải trừ qua nước tiểu hầu hết là không màu. Khi tiếp xúc với không khí, nước tiểu sẽ chuyển sang màu xanh lá cây hoặc xanh da trời.
Không dùng xanh methylen cho người suy thận, phụ nữ mang thai và đang cho con bú. Người bệnh thiếu hụt glucose - 6 phosphat dehydrogenase vì có thể gây tan máu cấp cho những người bệnh này. Dùng kéo dài có thể dẫn đến thiếu máu do tăng phá hủy hồng cầu. Thuốc gây tan máu đặc biệt ở trẻ nhỏ và người bệnh thiếu glucose-6 phosphat ehydrogenase.
Xanh methylen thường dùng trong thời gian ngắn. Thuốc có thể gây thiếu máu và một số triệu chứng ở đường tiêu hóa khi uống hoặc tiêm tĩnh mạch liều cao. Thường gặp: thiếu máu, tan máu. Ngoài ra, người bệnh có thể thấy buồn nôn, nôn, đau bụng; chóng mặt, đau đầu, sốt; hạ huyết áp, đau vùng trước tim; kích ứng bàng quang; da có màu xanh.