5-Azacytidine ถูกใช้เป็นยาต้านมะเร็ง โดยเฉพาะในการรักษาโรคเม็ดเลือดขาวชนิดมัยอโลอิดเลิวคิเมีย (MDS) และโรคมะเร็งเม็ดเลือดชนิดอื่นๆ ยาตัวนี้ทำงานโดยการยับยั้งการเมทิลเลชันของดีเอ็นเอ ซึ่งช่วยให้ยีนที่ถูกปิดการทำงานเนื่องจากการเมทิลเลชันกลับมาทำงานได้อีกครั้ง ทำให้เซลล์มะเร็งหยุดการแบ่งตัวและตายลง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเพื่อใช้ในโรคทางพันธุกรรมและโรคทางระบบภูมิคุ้มกันบางชนิด เนื่องจากมีผลต่อการควบคุมการแสดงออกของยีน