Хлорамбуцил є ароматичним похідним азотистого іприту, що діє як біфункціональний алкілуючий агент. Крім порушення реплікації ДНК, хлорамбуцил спричиняє апоптоз клітини завдяки накопиченню цитозольного р53 та подальшій активації промоутера апоптозу (Вах).