Клофарабин има висок афинитет към един от активиращите фосфорилиращи ензими – дезоксицитидин киназа – който е по- висок от този на природния субстрат - дезоксицитидин.
Ponadto, klofarabina wykazuje większą oporność na rozkład w komórce przez deaminazę adenozynową i mniejszą podatność na rozpad fosforolityczny niż inne substancje aktywne w jej klasie, podczas gdy powinowactwo trifosforanów klofarabiny do polimerazy DNA α i reduktazy rybonukleotydowej jest podobne lub większe niż takie powinowactwo trifosforanów deoksyadenozyny.