(R)-()-Thalidomide ใช้หลักในการรักษา multiple myeloma ซึ่งเป็นมะเร็งเม็ดเลือดชนิดหนึ่ง โดยยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งและลดการก่อตัวของเส้นเลือดใหม่ที่เลี้ยงก้อนมะเร็ง ซึ่งเรียกว่าการสร้างหลอดเลือดใหม่ (angiogenesis) นอกจากนี้ ยังใช้ในการจัดการ erythema nodosum leprosum ซึ่งเป็น complication อักเสบที่เจ็บปวดของโรคเรื้อน โดยปรับการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและลดการอักเสบ เนื่องจากคุณสมบัติในการปรับภูมิคุ้มกันและต้านการอักเสบ จึงกำลังถูกศึกษาสำหรับการใช้ในโรคอื่นๆ เช่น โรคริดสีดวงทวาร (Crohn's disease), โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ (rheumatoid arthritis) และโรคภูมิต้านตนเองบางชนิด อย่างไรก็ตาม การใช้ต้องอยู่ภายใต้การควบคุมอย่างเคร่งครัดเนื่องจากผล teratogenic ซึ่งอาจก่อให้เกิดความพิการแต่กำเนิดรุนแรงหากใช้ระหว่างตั้งครรภ์