นาตาลิซูแมบถูกใช้หลักในการรักษาโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง (Multiple Sclerosis: MS) และโรคโครห์น (Crohn's Disease) ในโรค MS ยานี้ทำงานโดยป้องกันเซลล์ภูมิคุ้มกันไม่ให้ข้ามกำแพงเลือด-สมอง (blood-brain barrier) จากนั้นลดการอักเสบและความเสียหายของเส้นประสาท ซึ่งช่วยลดความถี่ของการกำเริบและชะลอการลุกลามของโรค สำหรับโรคโครห์น นาตาลิซูแมบถูกใช้ในกรณีที่การรักษาอื่นๆ ล้มเหลว โดยยับยั้งการเคลื่อนย้ายของเซลล์ภูมิคุ้มกันเข้าสู่ลำไส้ ลดการอักเสบและช่วยจัดการอาการ เนื่องจากกลไกการออกฤทธิ์ นาตาลิซูแมบมีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษสำหรับผู้ป่วยที่มีรูปแบบการกำเริบของ MS และโรคโครห์นระดับปานกลางถึงรุนแรงที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษาแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม การใช้ยาต้องมีการตรวจติดตามอย่างใกล้ชิดเนื่องจากความเสี่ยงของผลข้างเคียงรุนแรง เช่น โรคสมองเสื่อมหลายจุดแบบคืบหน้า (Progressive Multifocal Leukoencephalopathy: PML)