ดีไฮโดรอาร์ทีมิซินเป็นสารที่ใช้หลักในการรักษาโรคมาลาเรีย โดยเฉพาะในกรณีที่เชื้อ Plasmodium falciparum ดื้อยา มันทำงานโดยการสร้างอนุมูลอิสระที่ทำลายโครงสร้างของเชื้อมาลาเรียภายในเม็ดเลือดแดง สารนี้มีฤทธิ์ออกฤทธิ์เร็วและมีประสิทธิภาพสูง จึงมักใช้ร่วมกับยาอื่น ๆ ในรูปแบบการรักษาแบบผสม (artemisinin-based combination therapies: ACTs) เพื่อลดความเสี่ยงของการดื้อยา นอกจากนี้ ยังมีงานวิจัยที่ศึกษาบทบาทของดีไฮโดรอาร์ทีมิซินในการต้านมะเร็ง เนื่องจากพบว่าสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งบางชนิดได้ในระดับห้องปฏิบัติการ แต่ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและยังไม่ได้รับการรับรองสำหรับการรักษามะเร็งในทางคลินิก