يوجد أكثر من استخدام للعلاج الكيميائي، يعتمد اختيار أحدها على نوع الورم السرطاني و مرحلة المرض و حالة المريض. و تتمثل استخدامات العلاج الكيميائي في الآتي:
1. الشفاء من السرطان: حيث يستخدم العلاج الكيميائي للقضاء التام على الخلايا السرطانية و الشفاء من مرض السرطان.
2. التحكم في السرطان: حيث يستخدم العلاج الكيميائي للحد من انتشار الخلايا السرطانية و الحد من زيادة نمو الورم السرطاني، و كذلك القضاء على الخلايا التي يمكن أن تنتشر من الورم الأصلي و تغزو أجزاء أخرى من الجسم.
3. التخلص من أعراض مرض السرطان: حيث يستخدم العلاج الكيميائي لعلاج الألم الناتج عن مرض السرطان.
و قد يستخدم العلاج الكيميائي منفردا لعلاج السرطان أو قد يستخدم بالإضافة إلى أنواع أخرى من العلاج مثل الجراحة، العلاج الإشعاعي، و العلاج البيولوجي. و يكون الهدف من استخدامه بجانب أنواع أخرى من العلاج الآتي:
يزيد من فعالية العلاج الإشعاعي و العلاج البيولوجي في علاج مرض السرطان.
يساعد في تدمير السرطان إذا حدث إعادة للإصابة به بعد الشفاء منه، أو إذا انتشر السرطان من الورم الأصلي إلى أجزاء أخرى من الجسم.
يستخدم قبل العملية الجراحية للسرطان أو قبل العلاج الإشعاعي. و الهدف من ذلك تقليل حجم الورم السرطاني قبل استئصاله جراحيا أو قبل استخدام العلاج الإشعاعي. و يسمى ذلك Neoadjuvant Chemotherapy.
يستخدم أيضا بعد العملية الجراحية أو بعد العلاج الإشعاعي. و الهدف من ذلك هو القضاء و التخلص من الخلايا السرطانية المتبقية في الجسم بعد استئصال الورم السرطاني أو بعد استخدام العلاج الإشعاعي. و يسمى ذلك Adjuvant Chemotherapy