عوارض جانبی شیمی‌ درمانی گاهی ماندگار و اکثرا مدت کوتاهی بعد از اتمام شیمی‌درمانی  از بین می‌روند. دلیل پیش آمدن این عوارض جانبی، آسیبی ست که دارو‌های شیمی‌درمانی  به سلول‌های سالم می‌زنند و اختلالی که این دارو‌ها در روند رشد و تقسیم سلول‌های سالم به وجود می‌آورند. هدف استفاده از دارو‌های شیمی‌درمانی  کشتن سلول‌های سرطانی ( که با سرعت زیاد رشد و تکثیر می‌شوند ) است ، اما متأسفانه گاهی باعث آسیب به سلول‌هایی که به صورت نرمال سرعت رشد بالایی دارند ، نیز می‌شوند.
البته تمام عوارضی که در ادامه گفته می‌شود برای همه اتفاق نمی‌افتد ، اما عوارض شایعی هستند. تیم پزشکی بیمار دایما درجه سلامت عمومی او را چک می‌کنند و اقدامات لازم را جهت جبران عوارض پیش آمده انجام می‌دهند.
یکی از عوارض شایع کاهش گلبول های قرمز خون است ، این موضوع باعث خستگی و ضعف شدید ، عفونت، کبودی و یا خونریزی می‌شود. اگر در بررسی‌ها متوجه پایین بودن سطح گلبول های قرمز خون بیمار بشوند، ممکن است پزشک، شیمی‌درمانی  را برای مدتی متوقف کند، یا دوز دارو‌ها را تغییر دهد و یا اینکه دارو‌هایی برای کمک به ساخت سلول‌های خونی جدید تجویز کند.
کمی بعد از شروع شیمی‌درمانی ، بیمار شاهد ریزش موهایش خواهد بود . این شایع‌ترین و شناخته‌شده‌ترین عارضه شیمی‌درمانی  ست که تاثیر روانی ناخوشایندی روی بیماران دارد . مو‌های بیماران بعد از اتمام درمان مجدد رشد خواهند کرد.اما رنگ و جنس آنها ممکن است تغییر کند.
اکثر بیماران در طول شیمی‌درمانی  مشکلات گوارشی را تجربه خواهند کرد. شیمی‌درمانی  ممکن است باعث بی‌اشتهایی ، حالت تهوع و استفراغ ، اسهال و یا ایجاد زخم‌هایی در لب‌ها و دهان بیماران بشود . پزشک ممکن است دارو‌ها و روش‌هایی برای جبران و بهبودی به بیمار پیشنهاد بدهد.
دارو‌‌های استفاده شده در شیمی‌درمانی ، ممکن است سلول‌های عصبی شما را تحت تاثیر قرار دهند و باعث بروز  مشکلاتی از قبیل مورمور شدن یا احساس بی‌حسی در دست‌ها و پاها شوند. گاهی این مشکل بعد از اتمام درمان نیز برای بیمار باقی می‌ماند.
عوارض گفته شده اکثرا بعد از اتمام دوره شیمی‌درمانی  از بین می‌روند . اما متاسفانه برای برخی افراد  عوارضی نیز به وجود می‌آید که بعد از شیمی‌درمانی  نیز برجا می‌مانند. به طور مثال گاهی دارو‌های مورد استفاده در مورد  سرطان پستان باعث تضعیف عملکرد قلب می‌شود، به همین دلیل پزشک ممکن است دستور چک کردن عملکرد قلب بیمار را قبل از شروع دوره درمانی ، در حین دوره و پس از اتمام آن بدهد.

یکی از عوارض بسیار نادر ابتلا به لوسمی ( سرطان خون ) است.
گاهی دارو‌های ضدسرطان باعث آسیب به تخمدان‌ها می‌شوند. اگر بیمار هنوز یائسه نشده باشد ممکن است گر گرفتگی و خشکی واژن را تجربه کند .  نظم دوره‌های قاعدگی بیماران به هم می‌ریزد و یا کاملا متوقف می‌شود.
همچنین ناباروری از عوارض ممکن بعد از شیمی‌درمانی ست ، مخصوصا دارو‌هایی که در سه ماهه اول درمان تجویزمی‌شوند ، احتمال زیادی برای ایجاد مشکل در بارداری و زایمان بعد از اتمام دوره  به وجود می‌آورند . اگر در آینده قصد بچه دار شدن دارید ، قبل از شروع درمان حتما در این باره با پزشک معالج خود صحبت کنید. احتمالا پزشک به شما پیشنهاد حفظ تخمک به صورت آزماشگاهی خواهد کرد.
با اینکه شیمی‌درمانی  تجربه سختی برای بیماران مبتلا به سرطان است اما تعداد بسیاری از بیماران مبتلا به سرطان ، امروزه نجات زندگی خود را به آن مدیون هستند.