ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งต่อมน้ำเหลืองในเด็กและผู้ใหญ่ โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษาด้วยยาเคมีบำบัดชนิดอื่น โดยเนลาราบีนจะถูกเปลี่ยนเป็นสารที่ออกฤทธิ์ภายในเซลล์มะเร็ง ซึ่งจะไปยับยั้งการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ ทำให้เซลล์มะเร็งหยุดการแบ่งตัวและตายลง เหมาะสำหรับการรักษาผู้ป่วยที่เป็นโรคมะเร็งชนิดที่เกิดจากเซลล์ทีหรือเซลล์ทีลิมโฟบลาสติก