O 5-Fluorouracil é um agente quimioterápico anti-metabólico cujo mecanismo de acção é a activação de deoxinucleótidos fluorouracil no organismo, que inibe a timidilato sintase, inibindo assim a síntese do ADN celular. O 5-Fluorouracil tem também um ligeiro efeito inibidor sobre a síntese do RNA celular, o que acaba por afectar a proliferação celular. O efeito mais pronunciado é na fase de síntese do ADN do ciclo celular, com alguma inibição de outras fases do ciclo celular. Através destes mecanismos 5-fluorouracil é capaz de exercer os seus efeitos terapêuticos anticancerígenos e é principalmente utilizado clinicamente para o tratamento de cancros colorrectais avançados, mama, ovários e outros cancros malignos.