5-ฟลูออรูราซิล เป็นสารที่ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งหลายชนิด โดยเฉพาะมะเร็งลำไส้ใหญ่ มะเร็งเต้านม มะเร็งศีรษะและลำคอ และมะเร็งผิวหนังบางชนิด ออกฤทธิ์โดยการยับยั้งการสังเคราะห์ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอของเซลล์มะเร็ง ทำให้เซลล์มะเร็งไม่สามารถแบ่งตัวได้และตายลง จึงถูกใช้เป็นยาเคมีบำบัดชนิดหนึ่ง มักใช้ร่วมกับยาอื่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษา นอกจากนี้ยังมีการใช้ในรูปแบบครีมหรือสารละลายสำหรับทาผิวเพื่อรักษาภาวะผิวหนังที่มีการเจริญเติบโตผิดปกติ เช่น โรคผิวหนังที่เกิดจากแสงแดดเรื้อรัง (actinic keratosis) และมะเร็งผิวหนังชนิดตื้นๆ