A quimioterapia é um tratamento anti-tumoral comum. A quimioterapia pode encolher o tumor, mas o número de vezes que é administrada é incerto, pode ser eficaz após uma ou duas sessões. Por exemplo, o linfoma é muito sensível à quimioterapia e pode ser possível encolher o tumor depois de uma sessão de quimioterapia. Por exemplo, no caso do cancro pancreático, a utilização de um regime de quimioterapia com gemcitabina pode ser capaz de controlar a doença com quimioterapia, mas é difícil encolher o tumor. Alguma quimioterapia é utilizada como quimioterapia neo-adjuvante pré-operatória, se conseguir encolher o tumor e reduzir a fase, há uma hipótese de cura cirúrgica mais tarde. Como quimioterapia pré-operatória neoadjuvante, são normalmente necessários 4-8 cursos de tratamento, com uma revisão após cada 4 cursos para avaliar a eficácia.