Chemioterapia to leczenie choroby nowotworowej za pomocą substancji toksycznych dla komórek. Atakują one wszystkie szybko dzielące się komórki w organizmie, czyli nowotworowe, ale też, między innymi, komórki mieszków włosowych i szpiku kostnego. Najczęściej chemioterapię podaje się dożylnie.
Zasadniczo chemioterapia nie jest skuteczna wobec raka nerki. Przy rozsianym raku nerki, po wcześniejszym całkowitym usunięciu guza pierwotnego, można zastosować uzupełniającą chemioterapię 5 fluorouracylem w kombinacji z immunoterapią.