Этопозид является полусинтетическим производным подофилотоксина. Он оказывает выраженное цитотоксическое действие, которое в значительной степени зависит от доз и схемы лечения. Этопозид влияет на функцию топоизомеразы II (разрезающего ДНК фермента) и ингибирует синтез ДНК в терминальной фазе. В результате образуются однониточные и двухниточные разрывы в ДНК. Цитотоксическое действие зависит от концентрации и длительности экспозиции этопозида. Препарат блокирует митоз, приводя к гибели клеток в S-фазе и ранней G2-фазе клеточного цикла. В отличие от других известных подофилотоксинов, он не влечет за собой накопление клеток на стадии метафазы. Этопозид фосфат метаболизируется in vivo в этопозид путем дефосфорилирования. Механизм действия этопозида фосфата считается таким же, как и у этопозида.