化疗药物对正常组织细胞，尤其是增殖旺盛的细胞（如骨髄造血细胞、胃肠道黏膜上皮细胞、毛发根部）也具有抑制、杀伤作用。 因此，化疗药物在治疗剂量时就可引起机体不良反应。常见的不良反应有以下几种。
(1)消化道反应：包括恶心、呕吐、腹泻、厌食、口腔黏膜炎等。多数化疗药物都有不同程度的胃肠道反应，恶心、呕吐反应以顺钻、伊立替康等最明显，化疗前给予止吐药物可有效地预防恶心、呕吐，同时加用激素可进一步提高疗效。
喜树碱类药物（伊立替康等）、 氟尿嘧啶（5-FU)及其衍生物（替吉奥、卡培他滨等）均可引起不同程度的腹泻，出现严重腹泻者，应立即停药，给予易蒙停（洛哌丁胺）等止泻治疗并充分补充液体及电解质。
长春碱类药物（如长春新碱）可引起便秘、麻痹性肠梗阻，停药并给予缓泻剂和润肠药有助于缓解症状。 甲氨蝶呤、5-FU和阿霉素可引起口腔黏膜炎或溃疡，一旦出现应保持口腔卫生，予漱口液漱口，溃疡处涂口腔溃疡散缓解疼痛，并补充维生素等。
(2)骨髓抑制：多数抗肿瘤药物均有不同程度的骨髄抑制，表现为白细胞/粒细胞减少、贫血及血小板下降。骨髓抑制多出现在化疗后10~14天，轻重程度因不同的化疗药物、剂量及自身骨髓功能状况而异。 通过给予粒细胞集落刺激因子（G-CSF)或白介素-11 (IL- 11)、促血小板生成素等可有效地促进白细胞/粒细胞和血小板的恢复，严重的贫血、血小板减少可输注浓缩红细胞和浓缩血小板。
(3)实质脏器的损害：①肝毒性。许多抗肿瘤药物在肝脏代谢，如环磷酰胺、阿霉素、卡莫司汀、甲氨蝶呤等，可引起不同程度的肝损害，予以保肝的中西药物治疗可以减轻化疗药对肝脏的损害。 ②肾毒性。
顺铂、甲氨蝶呤及亚硝脲类等药物可造成不同程度的肾功能损害，在应用此类药物时应事先了解病人是否患有慢性合并症如髙血压、糖尿病等，并对肾功能进行评估，同时应避免应用对肾脏损伤大的药物，应用这些药物时水化、利尿可减轻药物对肾脏的损害。
③心脏毒性。使用蒽环类药物阿霉素和柔红霉素等可出现心脏毒性，表现为心律失常、心电图改变、心功能衰竭等。 故对既往心脏有器质性病变或既往曾多次应用过蒽环类药物的病人应慎重，对可能造成心脏损害的病人可做心电监护及服用辅酶Q10,或应用其他保护心肌的药物。
在阿霉素总剂量大于500毫克每平方米体表面积时应避免应用。④肺毒性。表现为肺间质纤维化而引起呼吸困难。这类药物以博莱霉素、平阳霉素、亚硝脲类为代表，一般在药物累积到一定剂量后才会发生。 对既往肺功能差或曾接受肺部放疗的病人应慎用。
(4)局部刺激作用：许多化疗药物对血管有局部刺激作用，会造成静脉炎，引起输注血管区的疼痛，多见于氮芥、阿霉素、长春瑞滨、长春地辛、长春新碱等，如药物漏到血管外可引起局部组织坏死，故用这类药物时应选择大血管输注，有条件者可采用锁骨下静脉穿刺或经外周静脉置人的中心静脉导管（PICC)给药。
一旦漏到血管外则要尽量抽出漏出的液体，并局部冷敷、封闭、给解毒剂等。(5)神经毒性：抗肿瘤药物可引起周围神经和中枢神经的损伤，而以周围神经损伤较常见，代表药物为长春碱类、紫杉醇、奥沙利铂等，表现为指（趾）端麻木、感觉异常、腱反射消失、便秘、麻痹性肠梗阻等，停药后可逐渐恢复。
予维生素B1、B12等神经保护药物可促进其恢复。(6)脱发：抗肿瘤药物损伤毛獎，导致毛遨内增殖较快的细胞死亡，引起不同程度的脱发，以蒽环类（如阿霉素、表柔比星）、喜树碱类（伊立替康等）、紫杉类（紫杉醇、多西他赛等）、鬼臼碱类 (依托泊苷等）较明显。
一般只脱头发，有时其他毛发也可受影响。 在注药时给病人戴冰帽可减轻脱发。一般停药后可逐渐长出新毛发。(7)皮肤色素沉着：阿霉素、氟尿嘧啶、卡培他滨、替吉奥、 博来霉素、环磷酰胺、达卡巴嗪等易引起色素沉着和皮炎，其中卡培他滨、替吉奥可引起全身皮肤色素沉着，氟尿嘧啶除可引起全身皮肤色素沉着外，注药血管外皮肤色素明显加深或见红斑。
目前，经外周小血管静脉输注氟尿嘧啶的方法已经被淘汰，代之以采用中心静脉插管（锁骨下静脉穿刺或PICC)用输液泵持续输注的方式，可提高氟尿嘧啶的疗效，同时减轻毒性。环磷酰胺和博来霉素可引起甲床色素沉着和指甲变形。
总之，在使用化疗药时，要特别注意肝、肾功能和血象、心电图等，使其保持在正常范围，由于化疗药多数经肾脏排出，所以化疗过程中病人要多饮水，保持足够的尿量，使药物及时排出，避免在体内蓄积，也就减少了化疗药物所致的各种毒性。
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