เมทรอนิดาซولถูกใช้อย่างแพร่หลายในวงการแพทย์โดยหลักแล้วในฐานะยาปฏิชีวนะและยาต้านโปรโตซัว มีประสิทธิภาพในการรักษาการติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียแอนแอโรบิกและปรสิตบางชนิด โดยทั่วไปจะถูกสั่งจ่ายสำหรับการติดเชื้อในช่องคลอด (bacterial vaginosis), โรคอักเสบเชื้อในอุ้งเชิงกราน (pelvic inflammatory disease) และการติดเชื้อในกระเพาะอาหาร ผิวหนัง ข้อต่อ และทางเดินหายใจ นอกจากนี้ยังใช้ในการจัดการโรคบิดอะมีบา (amoebic dysentery) และฝีในตับที่เกิดจาก Entamoeba histolytica ในด้านการดูแลทันตกรรม เมทรอนิดาซอลช่วยรักษาการติดเชื้อเหงือกและฝีในฟัน นอกจากนี้ยังใช้ร่วมกับยาอื่นๆ เพื่อกำจัด Helicobacter pylori ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับแผลในกระเพาะอาหาร ความสามารถในการซึมผ่านเนื้อเยื่อทำให้มีคุณค่าในการรักษาฝีในสมองและการติดเชื้อลึกอื่นๆ ในบางกรณียังใช้เพื่อป้องกันการติดเชื้อหลังการผ่าตัดทางทันตกรรมหรือการผ่าตัดอื่นๆ ที่มีความเสี่ยง