化学性药物是抗肿瘤治疗的主要内容，也是治疗恶性肿瘤的主要手段。目前抗肿瘤性的化学药物主要包括以下几大类别。如烷化剂类，包括异环磷酰胺、氮芥、环磷酰胺等。
抗代谢类药物，如氨甲蝶蛉、氟尿嘧啶。抗生素类药物，如表阿霉素、柔红霉素、丝裂霉素等。微管蛋白抑制剂类药物，包括长春新碱、长春地辛、紫杉醇等。拓扑异构酶抑制剂类药物，如羟基喜树碱、拓扑替康、伊立替康等。还包括部分激素类药物，如雌激素、孕激素及地塞米松等。