Bei einer Chemotherapie werden Medikamente, die Zytostatika zumeist in Form von Infusionen, oder auch als Tablette eingesetzt. Welches und ob ein Medikament gewählt wird, hängt vom Tumorstadium, Vorerkrankungen und der Art des Tumors ab.

Bei der Chemotherapie sollen beim Darmkrebs Resttumorzellen zerstört werden. Dies soll einem Rückfall, einem Rezidiv vorbeugen. Auch Zytostatika können Nebenwirkungen haben. Dies können Blutbildveränderungen, Übelkeit, Erbrechen, Durchfälle oder auch Haarausfall sein. Diese Begleiterscheinungen können heute in der Regel über weitere therapeutische Maßnahmen gut abgemildert werden, normalerweise klingen sie nach Therapieende wieder komplett ab. Diese Form der Chemotherapie wird als adjuvant bezeichnet.

Ein weiterer Grund zur Chemotherapie ist, dann meist in Kombination mit einer Strahlentherapie als sogenannte „neoadjuvante“ Therapie, die Verkleinerung eines Mastdarmtumors. Dies ist abhängig vom Sitz des Tumors und der klinischen Stadieneinteilung (TNM). Diese Stadieneinteilung erfolgt durch weitere Untersuchungen, der Endosonographie und ggf. einem MRT.  Unter Umständen kann eine solche Therapie dazu führen, dass der Schließmuskel nicht operativ mitentfernt werden muss. Die neoadjuvante Therapie muss postoperativ über einen begrenzten Zeitraum fortgeführt werden.

Eine Chemotherapie kann aber auch zur Verhinderung/Verlangsamung des Fortschreitens der Tumorerkrankung dienen. Sie soll dann möglichst lange eine gute Lebensqualität erhalten. Diese Form der Chemotherapie wird als palliativ bezeichnet.

In einem günstigen Fall kann eine palliative Chemotherapie dazu führen, dass Tochtergeschwulste operabel werden. So dass dann doch noch eventuell eine Heilung erzielt werden kann