คลอโรทอกซินถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางการแพทย์ โดยเฉพาะในด้านการรักษามะเร็ง เนื่องจากมีความสามารถในการจับกับเซลล์มะเร็งบางชนิด เช่น มะเร็งสมอง (glioblastoma) และมะเร็งอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท โดยนักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาการใช้คลอโรทอกซินเป็นตัวนำส่งยาเฉพาะเจาะจงไปยังเซลล์มะเร็ง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการรักษาและลดผลข้างเคียงต่อเซลล์ปกติ นอกจากนี้ คลอโรทอกซินยังถูกใช้ในการพัฒนาวิธีการวินิจฉัยโรคมะเร็งด้วยการช่วยในการระบุตำแหน่งของเนื้องอกได้อย่างแม่นยำ และกำลังถูกสำรวจสำหรับความสามารถในการยับยั้งการบุกรุกและการเคลื่อนที่ของเซลล์มะเร็ง ซึ่งเป็นแนวทางที่น่าสนใจในการควบคุมการลุกลามของมะเร็ง