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.
Hatása fázisspecifikus, vagyis a gemcitabin elsődlegesen a DNS- t szintetizáló (S- fázisú) sejteket pusztítja el és bizonyos körülmények között gátolja a sejtek fejlődését a G1/ S fázis határán.