骨髓抑制是化疗最常见的主要限制性毒性反应。大多数化疗药均可引起有不同程度的骨髓抑制，较常见的药物如：阿霉素，泰素，卡铂，异环磷酰胺，长春碱类等。因粒细胞平均生存时间最短，约为6-8小时，因此骨髓抑制常最先表现为白细胞下降；血小板平均生存时间约为5-7天，其下降出现较晚较轻；而红细胞平均生存时间为120天，受化疗影响较小，下降通常不明显。多数化疗药物所致的骨髓抑制，通常见于化疗后1-3周，约持续2-4周逐渐恢复，并以白细胞下降为主，可有伴血小板下降，少数药如健择、卡铂、丝裂霉素等则以血小板下降为主。
为监测骨髓抑制的发生，化疗期间应定期查血常规，特别是白细胞计数，每周1-2次，如明显减少则应隔日查一次，直至恢复正常。对于白细胞下降达1×109/L以下患者应及时采取保护性隔离，包括让患者独处一间病房，定时紫外线消毒，定时通风，有条件者可运用空气净化器，减少探视次数。保持患者体表、床褥、衣裤干净整洁。陪护家属应注意更换干净衣、裤、鞋、并佩戴口罩，若存在呼吸道感染则应避免与患者接触。
正常情况下，体内各类血细胞均由造血干细胞分化而来，其增殖、分化、分布和功能受到多种细胞因子的调控，以维持各类血细胞水平的相对稳定。造血干细胞通常处于静止状态，当造血功能受损时，造血干细胞可迅速分化、增殖而恢复造血功能。化疗导致骨髓抑制的机理在于：化疗药物直接作用于造血干细胞及骨髓微环境，致其结构及功能损伤。引起骨髓抑制，其程度及持续时间除与上述的药物种类和剂量强度相关外，尚与患者个体骨髓储备能力密切关系。例如，肝脏疾患、脾功能亢进及既往有放疗或多程化疗史的患者，骨髓抑制常更为明显。
临床上，造血细胞集落刺激因子（CSFs）可以通过作用于造血干细胞，促进起分化、增殖和成熟，并增加其功能。常用的包括G-CSF、GM-CSF、EPO和rhLI-11。
基因重组人粒细胞集落刺激因子（G-CSF 商品名包括惠尔血、吉粒芬、瑞白等），主要通过刺激骨髓粒系祖细胞集落（CFU-G）向成熟中性粒细胞分化增殖，及促进骨髓成熟中性粒细胞向外周血释放，激活成熟中性粒细胞的功能，延长其寿命等机制增加外周血粒细胞数量， 其作用呈剂量依赖性 ，一般情况下G-CSF的推荐剂量为5μg/kg/d，连续用药2-3天后白细胞即可呈现上升趋势。基因重组人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF 商品名如特尔粒等）则主要作用于骨髓造血细胞分化较早阶段，促进粒单系祖细胞集落（CFU-GM）的增殖分化，进而粒系、单核巨噬系统细胞增殖，使外周血粒细胞和单核细胞的数量增加，并可与红细胞生成因子协同作用，增进红细胞的活力，促进成熟细胞向外周血释放，并具有提高机体抗肿瘤和抗感染免疫力的作用。G-CSF和GM-CSF用药应在医师指导下持续至中性粒细胞计数最低点过后>10X109/L时停药。对既往化疗后曾出现重度中性粒细胞减少的患者，可考虑预防性用药。应当特别指出：G-CSF及GM-CSF一般在化疗结束后24~72小时后开始应用，而不宜与化疗及放疗同时应用。其主要不良反应为骨痛，约15%-40%的患者接受5μg/kg/d的G-CSF治疗后可出现骨痛，剂量提高，骨痛发生率更高。其他常见不良反应包括发热、头痛、肌肉疼痛等，但大多数患者能够耐受。
某些升血细胞中成药物如强力生白片、益血生、升白安、血美安胶囊等口服后对预防白细胞及血小板下降也有一定疗效。重度中性粒细胞下降合并发热的患者，由于常有合并重症感染、败血症的可能，因此在应用G-CSF及GM-CSF同时应考虑给予抗菌素治疗。
化疗导致骨髓抑制以及肿瘤进展、肾功能损害、营养因子（铁、叶酸、VIT-B12等）缺乏及感染、失血等因素均可导致肿瘤相关性贫血发生。应用促红细胞生成素（EPO 商品名如益比奥等）可以提高血红蛋白水平，提高肿瘤患者对放疗、化疗的耐受及敏感性，改善肿瘤患者生活质量。EPO 的应用剂量为150-300IU/Kg，每周三次皮下注射，如上述因红细胞寿命较长，其疗程一般应达4-8周。
重组人白介素-11（rhLI-11商品名如巨和粒、吉巨芬等）为一种促血小板生成因子，可以直接刺激造血干细胞和巨核祖细胞增殖，诱导巨核细胞成熟分化，增加体内血小板的生成，从而提高外周血中血小板数量。对骨髓抑制所致的血小板减少症预防和治疗剂量为25ug/Kg，于化疗结束后24-48小时或发现血小板减少症后皮下注射，每日一次，疗程一般为7-14天，血小板计数恢复后停药。
因严重的骨髓抑制可能导致感染、出血及重度贫血，必要时应考虑给予成分输血。浓缩白细胞的输注：每日一次，每次16-20单位，（每20ml浓缩白细胞为一单位，粒细胞数≥0.8×109 /L个），2-6天连续输注或至感染控制。浓缩血小板的输注：隔日一次，每次血小板一人份或8-16单位（每30ml浓缩血小板容量为一单位，血小板计数≥2.4×1010 /L），直到出血完全停止。