抗代謝物是化學抑制使用的代謝物，這是另一種化學物質，是正常的一部分的代謝。這類物質的結構通常與它們所干擾的代謝物相似，例如干擾葉酸使用的抗葉酸劑；因此，可能發生競爭性抑制，并且抗代謝物的存在可能對細胞產生毒性作用，例如阻止細胞生長和細胞分裂，因此這些化合物被用作癌癥的化學療法。

抗代謝物可以用在癌癥治療中，因為它們與DNA的生產，因此細胞分裂和腫瘤生長干擾。由于癌細胞比其他細胞花費更多的時間進行分裂，因此抑制細胞分裂對腫瘤細胞的傷害要大于其他細胞。抗代謝藥物通常用于治療白血病、乳腺癌、卵巢癌和胃腸道癌以及其他類型的癌癥。在《解剖治療化學分類系統》中，抗代謝癌藥物歸類于L01B。

抗代謝物通常通過摻入化學改變的核苷酸或通過耗盡DNA復制和細胞增殖所需的脫氧核苷酸來損害DNA復制機制。

癌癥藥物抗代謝物的例子包括但不限于以下各項：

• 5-氟尿嘧啶（5-FU）
• 6-巰基嘌呤（6-MP）
• 卡培他濱（Xeloda?）
• 阿糖胞苷（Ara-C?）
• 氟尿苷
• 氟達拉濱
• 吉西他濱（Gemzar?）
• 羥基脲
• 甲氨蝶呤
• 培美曲塞（Alimta?）
• 滅藻靈

抗代謝物偽裝成嘌呤（硫唑嘌呤、巰基嘌呤）或嘧啶等化學物質，這些化學物質成為DNA的構成部分。它們可防止這些物質在（細胞周期的）S期進入DNA?，從而阻止正常發育和細胞分裂。抗代謝物也影響RNA合成。但是，由于胸腺嘧啶脫氧核苷用于DNA而不是RNA（用于替代尿嘧啶），因此通過胸苷酸合酶抑制胸腺嘧啶核苷合成比RNA合成有選擇性地抑制了DNA合成。

由于它們的功效，這些藥物是使用最廣泛的細胞抑制劑。參與基本生物合成過程的酶結合位點的競爭以及隨后將這些生物分子摻入核酸，抑制其正常腫瘤細胞功能并觸發凋亡，細胞死亡過程的競爭。由于這種作用方式，大多數抗代謝物具有很高的細胞周期特異性，可以靶向阻止癌細胞DNA復制。

抗代謝物也可以是抗生素，例如磺胺類藥物，可通過與對氨基苯甲酸（PABA）競爭來抑制細菌中的二氫葉酸合成。在產生葉酸的酶促反應中需要PABA、葉酸在合成嘌呤和嘧啶（DNA的組成部分）時充當輔酶。哺乳動物不合成自己的葉酸，因此不受PABA抑制劑的影響，后者可選擇性殺死細菌。磺胺類藥物與用于治療感染的抗生素不同。相反，它們通過改變癌細胞內的DNA來阻止其生長和繁殖。抗腫瘤抗生素是細胞周期非特異性的一類抗代謝藥物。它們通過與DNA分子結合并阻止RNA（核糖核酸）合成而發揮作用，這是產生蛋白質的關鍵步驟，而蛋白質是癌細胞存活所必需的。

蒽環類抗生素是抗腫瘤抗生素，在細胞周期中會干擾復制DNA的酶。

蒽環類藥物的例子包括：

• 柔紅霉素
• 阿霉素（Adriamycin?）
• 表柔比星
• 依達比星

非蒽環類抗生素的抗腫瘤抗生素包括：

• 放線菌素D
• 博來霉素
• 絲裂霉素C
• 米托蒽醌
• 滅藻靈

抗代謝藥物，特別是絲裂霉素C（MMC），在美國和日本普遍用作小梁切除術（一種治療青光眼的手術方法）的補充。

已顯示抗代謝物可減少手術部位的纖維化。因此，正在研究其在外部淚囊鼻腔吻合術（一種處理鼻淚管阻塞的方法）之后的用途。

術中應用抗代謝藥物，即絲裂霉素C（MMC）和5-氟尿嘧啶（5-FU），目前正在測試其治療翼狀effectiveness肉的有效性。

這些藥物的主要類別包括：

• 堿基類似物（改變的核堿基） -可以代替一個正常結構的核堿基中的核酸。這意味著這些分子在結構上與可以被其取代的DNA的基本成分足夠相似。但是，由于它們在摻入DNA后與正常堿基略有不同，因此DNA的生產停止并且細胞死亡。
  • 嘌呤類似物–模仿代謝性嘌呤的結構，嘌呤是腺苷和鳥苷的大堿基。
    • 例如：硫唑嘌呤、硫嘌呤和氟達拉濱
  • 嘧啶類似物–模擬代謝嘧啶的結構，嘧啶是作為胞嘧啶和胸腺嘧啶摻入DNA的較小堿基。
    • 示例：5-氟尿嘧啶、吉西他濱和阿糖胞苷
• 核苷類似物–由核酸類似物和糖組成的核苷替代物。這意味著這些是與上述相同的堿基，但是具有增加的糖基。對于核苷類似物，可以改變堿基或糖組分。它們與用于構建細胞DNA的分子足夠相似，它們被細胞整合到其DNA中，但是相差足夠遠，以至于在添加細胞的DNA后它們會停止細胞生長。
• 核苷酸類似物–由核酸，糖和1–3磷酸組成的核苷酸替代物。這意味著這些分子看起來完全像用于在細胞中構建DNA的碎片，可以整合到正在生長的細胞的DNA中。但是，由于它們是類似物，因此與常規核苷酸略有不同，從而導致細胞的生長停止并死亡。
• 抗葉酸–阻止葉酸（維生素B9）作用的化學物質，葉酸是構建DNA和使細胞生長所必需的。