Vykazuje specifitu vůči buněčnému cyklu, jelikož primárně zabíjí buňky, ve kterých probíhá syntéza DNA (S- fáze) a za určitých podmínek blokuje přechod buněk z G1 do S fáze.
Virkningen er fasespecifik, idet gemcitabin primært dræber celler, der undergår DNA- syntese (S - fase) og under visse forhold blokerer cellecyklus på grænsen mellem G1 og S- fasen.