Хлорамбуцил является ароматическим производным азотистого иприта, действующего как бифункциональный алкилирующий агент. Кроме нарушения репликации ДНК, хлорамбуцил вызывает апоптоз клетки благодаря накоплению цитозольного р53 и последующей активации промоутера апоптоза (Вах).