É um agente antineoplásico, pertencente à classe das alquilantes, indicado principalmente no tratamento de leucemia mieloide crônica (LMC) é utilizado também em regimes de condicionamento (preparação) antes de transplantes de medula óssea em diversos tipos de câncer hematológico.
O busulfano age interferindo no DNA das células, impedindo sua replicação e levando à morte celular, sendo particularmente eficaz contra células sanguíneas em rápida divisão.

A administração pode ser por via oral ou intravenosa, sob orientação médica.