เนลาราบีนใช้ในการรักษามะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิด T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) และ T-cell lymphoblastic lymphoma (T-LBL) ซึ่งเป็นมะเร็งที่พบได้น้อย แต่มีความรุนแรงสูง ยานี้ทำงานโดยการยับยั้งการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็ง ทำให้เซลล์มะเร็งตายลง มักใช้ในผู้ป่วยที่โรคไม่ตอบสนองต่อการรักษาด้วยวิธีอื่นหรือในกรณีที่โรคกลับมาหลังจากรักษาแล้ว เนลาราบีนมักให้ผ่านการฉีดเข้าเส้นเลือดดำ และต้องอยู่ภายใต้การดูแลของแพทย์อย่างใกล้ชิดเนื่องจากอาจมีผลข้างเคียงรุนแรง เช่น ภาวะเม็ดเลือดต่ำหรือผลกระทบต่อระบบประสาท