Chemioterapia jest leczeniem przeciwnowotworowym opartym na stosowaniu cytostatyków, czyli leków uszkadzających komórki nowotworowe oraz zdrowe komórki organizmu
(w szczególności komórki szybko dzielące się, tj.: komórki szpiku kostnego czy komórki nabłonka przewodu pokarmowego). Chemioterapia najczęściej podawana jest dożylnie w formie kroplówek.

Wszelkie decyzje o włączeniu, modyfikacji dawki lub zaprzestaniu podawania leku należą do lekarza prowadzącego terapię, a porady w aplikacji nie mogą zastąpić wizyty lekarskiej.

W zależności od rodzaju leku czas podania waha się od około 15 minut do 3 godzin. Jeden z leków stosowanych u chorych z niedrobnokomórkowym rakiem płuca (winorelbina) jest również dostępny w formie tabletek. Chemioterapia jest podawana w określonych odstępach czasu – najczęściej co 21 dni (tak zwany „cykl chemioterapii”).

Przed każdym cyklem chemioterapii niezbędne jest wykonanie kontrolnego badania krwi – rutynowo ocenia się morfologię krwi oraz parametry wskazujące na prawidłowe funkcjonowanie nerek. Wyniki badań laboratoryjnych stanowią istotny element brany pod uwagę przy kwalifikacji do leczenia. Bardzo ważny jest również stan wydolności fizycznej chorego oraz obecność chorób współwystępujących. Niekiedy zły stan ogólny i poważne problemy zdrowotne uniemożliwiają podjęcie chemioterapii. Lekarzem podejmującym decyzje związane z chemioterapią jest specjalista onkologii klinicznej.

W Polsce u chorych z rozpoznaniem zaawansowanego niedrobnokomórkowego raka płuca lekami pierwszego wyboru (oznaczającymi tak zwaną pierwszą linię chemioterapii) najczęściej są następujące cytostatyki (leki przeciwnowotworowe):

Do drugiej linii chemioterapii kwalifikują się chorzy, u których doszło do nawrotu choroby).
W tym wypadku zastosowanie znajdują:

Najczęściej stosuje się 4-6 cykli chemioterapii, następnie chory zgłasza się na wizyty kontrolne do prowadzącego jego leczenie onkologa. W przypadku chorych zakwalifikowanych do leczenia docetakselem w połączeniu z nintedanibem terapia jest prowadzona dwuetapowo. Początkowo chory otrzymuje dwa leki (najczęściej- 4 cykle docetakselu i jednocześnie lek doustny- nintedanib) a następnie tylko nintedanib aż do stwierdzenia nawrotu choroby. Skuteczność leczenia – zarówno w trakcie chemioterapii, jak i po jej zakończeniu –  jest oceniana w badaniach obrazowych (RTG klatki piersiowej lub tomografia komputerowa klatki piersiowej). Nie rekomenduje się wykonywania badania PET-TK.

Chemioterapia jest stosowana również u części chorych poddanych operacji (chemioterapia uzupełniająca, adiuwantowa)- zazwyczaj podaje się 3-4 cykle chemioterapii dwulekowej (cisplatyna i winorelbina)

Każda osoba inaczej reaguje na leczenie. Niekiedy u chorych poddawanych chemioterapii obserwuje się działania niepożądane leczenia.
Objawy niepożądane oraz skutki uboczne leczenia