เฮปซัลแฟมถูกใช้หลักๆ ในสาขามะเร็งวิทยาในฐานะสารอัลคิลเลติ้งเอเจนต์ (alkylating agent) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการรักษามะเร็ง โดยทำงานโดยรบกวน DNA ของเซลล์มะเร็ง ป้องกันไม่ให้แบ่งตัวและเจริญเติบโต ทำให้มีประสิทธิภาพในการกำหนดเป้าหมายเนื้องอกต่างๆ โดยเฉพาะในโปรแกรมเคมีบำบัด

ในสถานพยาบาล เฮปซัลแฟมมักถูกให้แก่ผู้ป่วยที่มีมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งต่อมน้ำเหลืองบางรูปแบบ ความสามารถในการผ่านกำแพงเลือด-สมองยังทำให้มีประโยชน์ในการรักษาเนื้องอกในสมอง นอกจากนี้ ยังบางครั้งใช้ในโปรแกรมปรับสภาพก่อนการปลูกถ่ายไขกระดูกหรือเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งช่วยยับยั้งระบบภูมิคุ้มกันและกำจัดเซลล์มะเร็ง

สารนี้มักถูกให้ทางหลอดเลือดดำภายใต้การดูแลทางการแพทย์ที่เข้มงวด เนื่องจากมีผลกระทบที่แรงและผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้น เช่น การยับยั้งไขกระดูก การใช้งานถูกตรวจสอบอย่างใกล้ชิดเพื่อสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผู้ป่วย