เพลวิเทรกเซดถูกใช้หลักๆ ในสาขามะเร็งวิทยาในฐานะยาต้านมะเร็ง มันทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งไทมิเดตซินเธส ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์และซ่อมแซม DNA โดยการยับยั้งเอนไซม์นี้ เพลวิเทรกเซดขัดขวางการเพิ่มจำนวนของเซลล์มะเร็งอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในเนื้องอกแข็ง ได้รับการศึกษาเพื่อศักยภาพในการรักษามะเร็งต่างๆ รวมถึงมะเร็งลำไส้ใหญ่ มะเร็งตับอ่อน และมะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์เล็ก ยามักถูกสำรวจในการใช้ร่วมกับยาเคมีบำบัดอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดการดื้อยา กลไกการออกฤทธิ์แบบเฉพาะเจาะจงทำให้เป็นผู้สมัครที่น่าสนใจสำหรับการบำบัดมะเร็งแบบเฉพาะบุคคล โดยเฉพาะในกรณีที่การรักษาแบบดั้งเดิมมีข้อจำกัด