替莫唑胺为咪唑并四嗪类具有抗肿瘤活性的烷化剂。 替莫唑胺在生理PH条件下经快速非酶催化转变为活性化合物MTIC，MTIC主要通过DNA鸟嘌呤的O6和N2位点上的烷基化（甲基化）发挥细胞毒作用。替莫唑胺对体外细菌有致突变作用（Ames试验），对哺乳细胞染色体有致裂变作用（人外周血清淋巴细胞试验）。
替莫唑胺是用于治疗成人顽固性多形性成胶质细胞瘤和间变性星形细胞瘤的化疗药物，于1999年8月11日通过FDA批准，在美国上市。替莫唑胺Temozolomide是一个具有抗肿瘤活性，含有咪唑四嗪(imidazotetrazine)环的烷化剂类抗肿瘤药物。它本身并没有活性，属于前体药物，须在生理水平PH下经非酶途径转化为活性化合物MITC(5-(3-甲基三氮烯-1-基)咪唑-4-酰胺)，后者再进一步水解成活性代谢物方能显现抗肿瘤活性。理论上，MTIC的抗肿瘤活性主要是通过与鸟嘌呤的第六位氧原子产生主要的DNA烷基化(甲基化)作用，同时也会与鸟嘌呤的第七位氮原子发生次要的附加性烷基化作用，因此随后发生的细胞毒性被认为是与这些异常修复的甲基化合物有关。
替莫唑胺Temozolomide采用口服给药的方式，可采用放射治疗同步进行辅助性治疗，可用于治疗新诊断的多形性神经胶母细胞瘤或复发性恶性神经胶质瘤，在治疗过程中需严密监测化疗过程中嗜中性白血球以及血小板的数量，避免发生血液毒性的副作用。