2'-ديوكسي-5-فلوروسيتيدين هو مضاد استقلاب يتكون من نظير بيريميدين مفلور يتمتع بنشاط مضاد للأورام محتمل. كدواء أولي، يتم تحويل 2'-ديوكسي-5-فلوروسيتيدين بواسطة نازعات الأمين داخل الخلايا إلى العامل السام للخلايا 5-فلورويوراسيل (5-FU). يتحول 5-FU لاحقًا إلى مستقلبات نشطة تشمل 5-فلورو-2'-ديوكسيوريدين أحادي الفوسفات (FdUMP) و5-فلوروريدين ثلاثي الفوسفات (FUTP). يرتبط FdUMP بثيميديلات سينثيز ويثبطه، مما يقلل من إنتاج ثيميدين أحادي الفوسفات، مما يؤدي إلى استنفاد ثيميدين ثلاثي الفوسفات. هذا يثبط تخليق الحمض النووي وانقسام الخلايا. يتنافس FUTP مع يوريدين ثلاثي الفوسفات للدمج في حبلة الحمض النووي الريبي مما يؤدي إلى تثبيط تخليق الحمض النووي الريبي والبروتين. كما يتم دمج مستقلبات فلورويوراسيل الأخرى في كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي، مما يعيق بشكل أكبر نمو الخلايا.