Chemoterapia je typ medikamentóznej liečby pozostávajúcej z jednej alebo viacerých chemických látok, ktoré sú pre bunky toxické. Napádajú akékoľvek rýchlo sa deliace bunky, medzi ktoré patria nádorové bunky, ale okrem iného aj rastové bunky vlasových korienkov a bunky kostnej drene. Vo všeobecnosti sa tieto látky podávajú vnútrožilovo.
Chemoterapia vo všeobecnosti nie je pri rakovine obličky efektívna. Pri metastatickej rakovine obličky môže byť chemoterapia 5-Fluorouracilom účinná v kombinácii s imunoterapiou po kompletnom odstránení primárneho nádoru.