Ada tiga tujuan utama bagi pasien kanker untuk menjalani kemoterapi, yaitu: Untuk beberapa tumor ganas, pasien hanya dapat menjalani kemoterapi (misalnya tumor hematologi), atau tumor tertentu sensitif terhadap kemoterapi (misalnya koriokarsinoma), atau pasien menjalani terapi neoadjuvan dengan tujuan untuk mengurangi ukuran tumor. 1. Kemoterapi saja: Pada beberapa pasien kanker, tumor primer sudah berada pada stadium lanjut pada saat didiagnosis. Pada saat ini, tumor telah bermetastasis ke banyak bagian tubuh, dan peluang untuk melakukan reseksi bedah pada semua lesi telah hilang (pembedahan tidak akan memberikan efek yang signifikan terhadap kondisi tersebut), sehingga perawatan non-bedah yang komprehensif, termasuk kemoterapi dan radioterapi, sering kali menjadi pilihan. Selain itu, ketika tumor yang tidak padat, seperti tumor ganas hematologis, tidak dapat dioperasi dan hanya dapat menerima kemoterapi. 2. Tumor tertentu sensitif terhadap kemoterapi, dan tumor dapat menyusut atau bahkan menghilang setelah kemoterapi, seperti koriokarsinoma, yang secara klinis lebih disukai untuk menjalani kemoterapi. 3. Beberapa pasien kanker yang tumornya relatif besar dan berisiko tidak dapat diangkat seluruhnya dalam satu kali operasi, tetapi belum mengalami metastasis sistemik atau hanya mengalami invasi lokal, agar dapat mengangkat tumor secara menyeluruh dalam satu kali operasi, kemoterapi sering dilakukan untuk mengurangi volume tumor terlebih dahulu, baru kemudian dilakukan pembedahan.