Gemcitabine monophosphate ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งหลายชนิด โดยเฉพาะมะเร็งตับอ่อน มะเร็งปอด มะเร็งเต้านม และมะเร็งรังไข่ มันทำงานในฐานะยาต้านเมแทบอลิซึม โดยรบกวนการสังเคราะห์ DNA และยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง ในสถานพยาบาล มักให้ทางหลอดเลือดดำเป็นส่วนหนึ่งของการเคมีบำบัดแบบรวม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ความสามารถในการกำหนดเป้าหมายเซลล์ที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็วทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการลดขนาดเนื้องอกและชะลอความก้าวหน้าของโรค นอกจากนี้ ยังใช้ในดูแลแบบประคับประคองเพื่อบรรเทาอาการและปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยมะเร็งระยะรุกกี้