Pomalidomide-5-OH ถูกใช้ในด้านมะเร็งวิทยา โดยเฉพาะในการรักษาโรคมัลติเพิลไมอีโลมา (multiple myeloma) ซึ่งเป็นมะเร็งของเซลล์พลาสมาในไขกระดูก มันเป็นเมแทบอลิไซต์ที่กระตือรือร้นของ pomalidomide ซึ่งช่วยเสริมประสิทธิภาพการรักษา สารประกอบนี้ทำงานโดยการปรับเปลี่ยนระบบภูมิคุ้มกันและยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง มักใช้ร่วมกับยาอื่นๆ เช่น dexamethasone เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในผู้ป่วยที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษาก่อนหน้า นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการลดการสร้างหลอดเลือดใหม่ (angiogenesis) ซึ่งเป็นกระบวนการที่เนื้องอกสร้างหลอดเลือดใหม่เพื่อการเติบโตและแพร่กระจาย ทำให้จำกัดการขยายตัวของเนื้องอก การนำไปใช้สำคัญสำหรับผู้ป่วยมัลติเพิลไมอีโลมาที่กลับมาเป็นซ้ำหรือดื้อยา ช่วยปรับปรุงอัตราการรอดชีวิตและคุณภาพชีวิต