Đặc tính của hóa trị là tấn công các tế bào tăng trưởng nhanh, trong đó chủ yếu là các tế bào ung thư, tuy nhiên cũng giống như tất cả các thuốc khác, một trong những điểm hạn chế lớn nhất của hóa trị là có rất nhiều tác dụng phụ trong suốt quá trình điều trị. Tác dụng phụ thường xuất hiện sau truyền hóa chất từ 7-14 ngày.

Một số tác dụng phụ thường gặp như mệt mỏi, nôn, buồn nôn, viêm dạ dày, tiêu chảy, chán ăn, rụng tóc, phản ứng trên da,thiếu máu, dễ bị nhiễm trùng, giảm bạch cầu, tiểu cầu, suy gan, suy thận, tê bì tay chân,…Bệnh nhân truyền các loại hóa chất khác nhau thì có thể gặp tác dụng phụ khác nhau. Mỗi bệnh nhân sẽ có phản ứng khác nhau. Sau mỗi đợt điều trị hoá chất người bệnh cần được theo dõi kỹ để phát hiện và xử lý các tác dụng không mong muốn, độc tính của hoá trị liệu để có thể kịp thời xử lý và điều chỉnh thời gian, liều hoá chất trong những đợt tiếp theo.

Tuy nhiên nếu biết cách phòng ngừa, phát hiện và xử lý sớm các tác dụng phụ do hóa trị thì người bệnh vẫn an toàn và phục hồi sau khi ngưng điều trị.

Hiện tại, đối với phương pháp hóa trị, bệnh nhân thường phải được truyền tại bệnh viện hoặc cơ sở y tế và cần có hồ sơ để tiện theo dõi, tuy nhiên không bắt buộc bệnh nhân nằm nội trú tại bệnh viện. Thông thường hóa trị sẽ chia làm nhiều lần lặp lại (nhiều chu kỳ) vì vậy bệnh nhân thường phải đến bệnh viện nhiều lần để được điều trị

Đa số bệnh nhân ung thư được phát hiện ở bệnh nhân lớn tuổi, thông thường lúc này bệnh nhân đã có sẵn các bệnh như cao huyết áp, mỡ máu, tiểu đường... Một số tương tác thuốc có thể xảy ra, vì vậy việc đầu tiên là bệnh nhân cẩn báo cho bác sĩ biết hiện đang sử dụng nhóm thuốc nào đó, bác sĩ sẽ tư vấn và giải thích cho người bệnh lưu ý khi sử dụng thuốc này có tương tác hay không, cần phải giảm liều hoặc hội chẩn với bác sĩ chuyên khoa liên quan.

Ngoài ra, tử vong do hóa trị vẫn có thể xảy đến ở một số rất ít bệnh nhân, thường những bệnh nhân này ở giai đoạn trễ, thể trạng suy kiệt và có nhiều bệnh kèm theo, tuy rất ít và đây là điều rất đáng tiếc khi điều trị. Vì vậy không nên vì vài trường hợp đáng tiếc mà bỏ qua cơ hội cho hàng ngàn bệnh nhân khác.