Гемцитабин — новое производное цитозина с химической формулой C9H11F2N3O4. Как и цитарабин, он активируется дезоксицитозинкиназой и метаболизируется цитозиндезаминазой после попадания в организм человека. Гемцитабин — пиримидиновый противоопухолевый препарат с тем же механизмом действия, что и цитарабин. Его основной метаболит встраивается в ДНК клеток и действует преимущественно в фазе G1/S. Однако разница состоит в том, что дифтордезоксицитидин помимо включения в ДНК может также ингибировать рибонуклеотидредуктазу, что приводит к снижению внутриклеточных дезоксинуклеозидтрифосфатов; Еще одно отличие от цитарабина заключается в том, что он может ингибировать дезоксицитозиндезаминазу, уменьшая деградацию внутриклеточных метаболитов, и оказывает самоусиливающийся эффект. В клинической практике гемцитабин и цитарабин обладают разным противоопухолевым спектром и эффективны против различных солидных опухолей.