抗代谢类药物干扰细胞正常代谢过程,可以抑制细胞增殖导致细胞死亡达到抗癌目的。这类药物的化学结构往往和细胞必需代谢物相似,可与代谢物在酶上竞争(有些药物如氟尿嘧啶还可与酶发生共价结合),阻止正常代谢过程的进行。另外还有一些化合物,与正常代谢底物结构上并无联系,但它可抑制核苷酸生物合成的一些酶,阻止必需代谢物的生物合成,从而抑制细胞增殖。因其抑制酶系不同,作用点各异,各药之间一般无交叉耐药,与其它类型抗肿瘤药物之间也无交叉耐药。