临床上化疗，分化差的肿瘤对化疗比较敏感，高分化的肿瘤对化疗比较不敏感，其中对于放化疗最敏感的肿瘤有恶性淋巴瘤、小细胞未分化癌，中度敏感的肿瘤有腺癌、鳞癌，最不敏感的有结缔组织肿瘤及其肾癌。

根据国际抗癌联盟有关专家于1987年的评估，认为已有肿瘤经过化疗有可能达到治愈，这些肿瘤包括小儿急性淋巴细胞白血病、霍奇金病、视网膜母细胞瘤、肾母细胞瘤、弥漫性大B型非霍奇金淋巴瘤、绒毛膜上皮癌、胚胎性横纹肌肉瘤、尤文肉瘤以及睾丸肉瘤。

另肿瘤通过化疗，疗效较好可以提高生存率，如成人的急性白血病、乳腺癌、慢性粒细胞性淋巴白血病、慢性淋巴细胞性白血病，低度恶性的非霍奇金淋巴瘤、卵巢癌、小细胞癌、神经母细胞癌、子宫内膜癌和前列腺癌等。