由于磷酸依托泊苷必须在体内经去磷酸化转化成活性形式：依托泊苷，故磷酸依托泊苷的体外细胞毒性显著低于依托泊苷。磷酸依托泊苷的作用机制与依托泊苷相同，依托泊苷使鸡纤维母细胞分裂中期停顿。但是，其主要作用于哺乳动物细胞周期的G2期，不同的浓度下，依托泊苷对细胞分裂的作用不同，高浓度（≥10μg/mL）依托泊苷使进入有丝分裂期的细胞溶解，而低浓度（0.3～10μg/mL）时则抑制细胞进入有丝分裂的前期。依托泊苷不影响微管装配。依托泊苷的重要大分子作用似乎是作用于DNA-拓扑异构酶II，或形成自由基从而造成DNA链断裂。

临床研究：下面列出7项临床研究，共365名治疗病人（总入选数为368名）所提供的关于人体用药的数据。5项I期临床试验评估了第1、3、5天隔天，或第1～5天连续给予磷酸依托泊苷的给药方案。2项试验给药时间为5分钟，3项试验给药时间为30分钟。下表总结了剂量，疗程，灌注时间以及进入I期试验的病人数。