כימותרפיה מהווה את אחת מאבני היסוד בטיפול בסוגים רבים של סרטן ובכללם סרטן שד, ראה, מעי גס, לימפומה, לוקמיה, סרקומה ואחרים. כימותרפיה מבוססת על מתן תרופה אחת או יותר בעירוי או בבליעה לפי פרוטוקול טיפולי המגדיר רצף נטילה וימי החלמה. יעילות הכימותרפיה מתבטאת בנסיגה של הגידול הראשוני והגרורות, משך תגובה ארוך, שפור באיכות החיים, הקלה בתופעות המחלה, הארכת ההישרדות והחלמה. אינטנסיביות הטיפול מוגדרת כ- מיליגרם תרופה לשטח פני הגוף (מטר רבוע) ליחידת זמן (שבוע). הוכח בברור במחלות אחדות, כמו למשל בסרטן שד ובסרטן אשכים, כי שמירה על אינטנסיביות הטיפול-המונע מבטיחה תוצאות טובות יותר, קרי הישרדות ארוכה יותר והחלמה. בסוגי סרטן אחרים כמו לוקמיה, לימפומה וסרקומה, מתן טיפול במינון מופחת (קרי באינטנסיביות נמוכה יותר) עלול להביא לתוצאה פחות טובה מהצפוי.
המחיר הגופני אותו משלם המטופל הוא תופעות הלוואי, הנפרשות על פני מערכות רבות בגוף בהתאם לסוג התרופה, צורת הנטילה ומבנה הפרוטוקול. מבין תופעות הלוואי השכיחות נציין התקרחות, בחילה, הקאה, עייפות, שלשול, פגיעה כלייתית, לבבית, ראתית ועוד. אחת מתופעות הלוואי השכיחות ביותר והמסוכנות ביותר היא הירידה בספירות הדם, בספירה הלבנה בכלל, ובמיוחד הירידה במספר הנוטרופילים – תאי הדם הלבנים האחראיים על בלימת חיידקים הפולשים לגוף. במצב של נוטרופניה – ירידה במספר הנוטרופילים – עלול החולה לפתח זהום משמעותי וחמור, הנקרא חום נוטרופני. הזיהום במצב של חום נוטרופני מחייב טיפול באנטיביוטיקה תוך-ורידית באשפוז בתנאי בידוד מחמירים. מצב זה עלול להסתבך לעיתים בכשל מערכות ולהביא לתוצאה עגומה. לאחר ההחלמה מחום נוטרופני יש צורך בהקטנת מנון התרופות בכ- 20% כדי להימנע מסבוך זה בטפול הבא. במילים אחרות, הקטנת המנון ההכרחית עקב סבוך של חום נוטרופני גורמת לירידה באינטנסיביות הטיפול, ועלולה (לפחות באופן תיאורטי) להביא לירידה ביעילות הטיפול. יתרה מזאת, בשנים האחרונות הוכנס פרוטוקול כימותרפי חדשני לשימוש במקרים של סרטן שד, המחייבים טיפול טרום-ניתוחי וטיפול מונע לאחר הניתוח. הטיפול מבוסס על הגברת האינטנסיביות הטיפולית על ידי מתן התרופות במינונים מרביים ולעיתים קרובות יותר (כל שבועיים). צורה זו הוכחה כיעילה יותר מאשר מתן כימותרפיה בפרקי זמן קונבנציונליים של 3 שבועות, אולם רעילה יותר למח-העצם של המטופלות.